Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektromagnetischen Induktionsheizungen und betrifft ein Verfahren und eine elektrische Schaltung zur Heizleistungsregulierung für einen Induktionskochherd gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Induktionskochherde sind allgemein bekannt. Unter jedem Kochfeld eines Induktionskochherdes befindet sich eine Induktionsspule, welche als Primärspule eines Transformators dient. Als Sekundärspule dient ein metallisches Kochgefäss auf dem Kochfeld, welche sich durch Umsetzen der induzierten elektrischen Energie in Joulsche Wärme erhitzt. Ein solcher Induktionskochherd hat unter anderem die Vorteile, dass er weder offene Flammen noch heisse Kochplatten aufweist und dass Wärme erst im Kochgefäss erzeugt wird.
Zur Regulierung der Heizleistung eines Induktionskochherdes werden hauptsächlich zwei Verfahren angewendet. Beide beruhen auf der Tatsache, dass die Heizleistung umso grösser ist, je grösser der Spulenstrom ist, und umgekehrt; die Heizleistung wird also über den Spulenstrom geregelt.
In einem ersten bekannten Verfahren zur Leistungsregulierung wird einem elektrischen Schwingkreis, in den die Primärspule in Serie eingebaut ist, eine vom Benützer einstellbare Frequenz aufgezwungen. Stimmt diese Frequenz gerade mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises überein, so ist der Spulenstrom damit die Heizleistung maximal. Je mehr die Frequenz von der Resonanzfrequenz abweicht, umso kleiner wird der Spulenstrom und damit die Heizleistung. Dabei werden typischerweise Frequenzen zwischen 20 und 40 kHz gebraucht. Bei Mehrfeld-Induktionskochherden hat dieses Verfahren den Nachteil, dass Wechselstromsignale zweier mit verschiedenen Frequenzen betriebener Kochfelder interferieren, wodurch ein unangenehmer Heulton entsteht.
Ein zweites bekanntes Verfahren zur Leistungsregulierung besteht darin, einen gewissen Anteil an Halbwellen aus einem ein Kochfeld betreibenden Wechselstromsignal herauszunehmen. Dies hat den Nachteil, dass das elektrische Netz ungleichmässig belastet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltung zur Heizleistungsregulierung für einen Induktionskochherd zu schaffen, welche die obengenannten Nachteile nicht aufweisen, sodass insbesondere bei mehreren Kochfeldern keine Interferenzen entstehen und das elektrische Netz nicht ungleichmässig belastet wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe elektrische Schaltung, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind.
Die Grundidee des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, die Kochfelder eines Mehrfeld-Induktionskochherdes mit derselben Anregungsfrequenz synchron anzusteuern, sodass keine Interferenzen entstehen können. Dabei ist die Primärspule eines jeden Kochfeldes in einen elektrischen Schwingkreis eingebaut, welcher durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Spannung mit der konstanten Anregungsfrequenz zum Schwingen angeregt wird. Die Heizleistung wird reguliert durch das Verhältnis der Summe von Zeitintervallen, in denen Spannung angelegt ist, zur Summe von Zeitintervallen, in denen keine Spannung angelegt ist. Ist dieses Zeitintervallverhältnis gross, so ist auch die Heizleistung gross; mit abnehmendem Zeitintervallverhältnis nimmt die Heizleistung ab.
Die erfindungsgemässe elektrische Schaltung besteht aus einem Steuerteil und einem Leistungsteil. Der Leistungsteil führt die benötigte elektrische Energie den Induktionsspulen und schliesslich den Kochgefässen auf den Kochfeldern zu, wo sie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Er besteht im Wesentlichen aus einer Gleichspannungsversorgung und je einem elektrischen Schwingkreis pro Kochfeld. Jeder dieser elektrischen Schwingkreise enthält die Induktionsspule und ausserdem ein Schaltelement, mit welchem die Anschlüsse des elektrischen Schwingkreises an die beiden Pole der Gleichspannungsversorgung schaltbar sind. Der Steuerteil verfügt über einen Taktgeber, welcher die Anregungsfrequenz für die elektrischen Schaltkreise vorgibt.
Ferner verfügt der Steuerteil pro Kochfeld über Einstellmittel, mit welchen der Benützer die Heizleistung einstellen kann, und über Steuermittel, mit welchen das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente im Leistungsteil gesteuert wird.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform. der erfindungsgemässen elektrischen Schaltung,
Fig. 2 ein Schema einer erfindungsgemässen elektrischen Schaltung eines Kochfeldes und
Fig. 3-5 schematische zeitliche Verläufe von Strömen durch eine Primärspule eines erfindungsgemässen elektrischen Schwingkreises bei verschiedenen Heizleistungen.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Schaltung für einen mit n (n = 1, 2, ...) Kochfeldern 1.1, ..., 1.n ausgestatteten Induktionskochherd. Dabei ist links ein Steuerteil 2 und rechts ein Leistungsteil 3 schematisch dargestellt.
Der Leistungsteil 3 führt die benötigte elektrische Energie den Kochfeldern 1.1, ..., 1.n zu, wo sie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die zum Heizen benötigte elektrische Spannung U wird von einer Spannungsversorgung 4, welche vorzugsweise aus dem öffentlichen Dreiphasenstromnetz und einem Gleichrichter besteht, geliefert; die Spannung U beträgt beispielsweise 600 V. Auf Einzelheiten von elektrischen Schaltungen der Kochfelder 1.1, ..., 1.n wird weiter unten anlässlich von Fig. 2 eingegangen.
Mit dem Steuerteil 2 werden die Heizleistungen der verschiedenen Kochfelder reguliert. Für jedes Kochfeld 1.1, ..., 1n sind im Steuerteil 2 Steuermittel 5.1, ..., 5.n vorhanden, welche auf den Leistungsteil 3 einwirken und ihn steuern. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bestehen die Steuermittel 5.1, ..., 5.n aus je einem Zähler 6.1, ..., 6.n und je einem Dekodierer 7.1, ..., 7.n. Ferner sind im Steuerteil 2 Einstellmittel 8 vorhanden, mit welchen der Benützer die Heizleistung einstellen kann und welche direkt oder indirekt auf die Steuermittel 5.1, ..., 5.n einwirken. Solche Einstellmittel 8 können beispielsweise Potentiometer 9.1, ..., 9.n sein. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 versorgt ein Mikroprozessor 10 die Steuermittel 5.1, ..., 5.n bzw. die Dekodierer 7.1, ..., 7.n mit den für die Steuerung nötigen Daten.
Der Mikroprozessor 10 kann auch andere Funktionen übernehmen, wie beispielsweise eine Kontrolle der Kochfelder 1.1, ..., 1.n oder eine Änderung der gemeinsamen Anregungsfrequenz. Ein Taktgeber (Clock) 11 liefert ein Taktsignal zur Synchronisierung der Steuermittel 5.1, ..., 5.n; er ist in Fig. 1 separat eingezeichnet, kann aber auch im Mikroprozessor 10 integriert sein. Jeder Zähler 6.1, ..., 6.n zählt die vom Taktgeber 11 abgegebenen Impulse. Sobald die Anzahl Impulse einen durch die Einstellmittel 8 vorgegebenen, im zugehörigen Dekodierer 7.1 ,..., 7.n gespeicherten Wert erreicht hat, sendet das Steuermittel 5.1, ..., 5.n einen Ein- bzw. Ausschaltbefehl an das zugehörige Kochfeld 1.1, ..., 1.n.
Der Steuerteil 2 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einzelnen Komponenten bestehen oder als ein einziges programmierbares logisches Bauelement, vorzugsweise als "Programmable Array Logic" (PAL), ausgebildet sein.
In Fig. 2 ist schematisch ein Beispiel einer elektrischen Schaltung 12 eines Kochfeldes 1 dargestellt. Ein zentrales Element einer solchen elektrischen Schaltung 12 ist eine Induktionsspule 13, mittels welcher elektrische Energie in einem Kochgefäss 14 induziert wird, wo sie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Induktionsspule 13 bildet zusammen mit mindestens einem Kondensator 15, 16 und mindestens einem Schaltelement 17 einen elektrischen Schwingkreis 12. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist der Schwingkreis 12 eine brückenähnliche Schaltung; der Schwingkreis 12 weist zwei in Serie geschaltete Kondensatoren - einen ersten Kondensator 15 und einen zweiten Kondensator 16 - auf, und das Schaltelement 17 besteht im Wesentlichen aus zwei in Serie geschalteten Transistoren - einem ersten Transistor 18 und einem zweiten Transistor 19.
Die Induktionsspule 13 liegt zwischen den zwei Transistoren 18, 19 und den zwei Kondensatoren 15, 16, wobei sich ein Spulenanschluss 20 zwischen den Transistoren 18, 19 und ein Spulenanschluss 21 zwischen den Kondensatoren 15, 16 befindet. Der elektrische Schwingkreis 12 kann auch anders ausgebildet sein; verschiedene Schaltungen hierfür sind bekannt.
Anhand der Fig. 3 und 4 wird eine bevorzugte Variante des erfindungsgemässen Verfahrens zur Regulierung der Heizleistung erläutert. Dargestellt ist jeweils, als Funktion der Zeit, der Strom I durch die Primärspule 13 und, als Kurven 22 bzw. 23, die Zustände der beiden Transistoren 18 bzw. 19 eines Schaltelementes 17; dabei bedeutet Zustand 0, dass der entsprechende Transistor sperrt, und Zustand 1, dass der entsprechende Transistor leitet. Die Heizleistung nimmt mit zunehmendem Spulenstrom I zu und umgekehrt.
Durch periodisches Schalten des Schaltelementes 17 wird der elektrische Schwingkreis 12 zu Schwingungen angeregt. Dem Schwingkreis 12 wird also eine Schwingung aufgezwungen, sodass die Schwingungsfrequenz gleich der Anregungsfrequenz ist. Die Anregungsfrequenz beträgt beispielsweise 20 kHz und ist vorzugsweise nicht identisch mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 12, welche beispielsweise 15 kHz beträgt. Die Anregungsfrequenz ist nach dem erfindungsgemässen Verfahren für alle Kochfelder 1.1, ..., 1.n eines Induktionskochherdes gleich, um störende Interferenzen zu vermeiden; in einem bekannten, eingangs erwähnten Verfahren wird sie hingegen für jedes Kochfeld individuell zwecks Heizleistungsregulierung verändert. Nach einer bevorzugten Variante des erfindungsgemässen Verfahrens ist die Anregungsfrequenz zeitlich konstant.
Durch die Zustände des Schaltelementes 17 wird eine Schwingungsperiode T des Schwingkreises 12 unterteilt in erste Zeitintervalle T1 min , ..., Tp min (p = 1, 2, ...), in denen Spannung U am Schwingkreis 12 angelegt ist, und in zweite Zeitintervalle T1 min min , ..., Tq min min (q = 1, 2, ...), in denen keine Spannung angelegt ist:
T = T1 min + ... + Tp min + T1 min min + ... + Tq min min .
Im erfindungsgemässen Verfahren wird die Heizleistung reguliert durch das Verhältnis der Summe (T1 min + ... + Tp min ) der ersten Zeitintervalle zur Summe (T1 min min + ... + Tq min min ) der zweiten Zeitintervalle. In Fig. 3 ist dieses Zeitintervallverhältnis (T1 min + ... + Tp min ) / (T1 min + ... + Tq min ) gross, beispielsweise gleich 15; dies führt zu einer grossen Heizleistung von fast 100% des maximal möglichen Wertes. In Fig. 4 ist das Zeitintervallverhältnis (T1 min + ... + Tp min )/(T1 min min + ... +Tq min min ) kleiner als in Fig. 3, beispielsweise gleich 0.7; dies führt zu einer kleineren Heizleistung als im Fall von Fig. 3
Anhand des Beispiels von Fig. 4 wird nun das erfindungsgemässe Verfahren zur Regulierung der Heizleistung detaillierter beschrieben. Zum willkürlich gewählten Zeitpunkt t = 0 werde der erste Transistor 18 auf "Durchlass" geschaltet, und der zweite Transistor 19 sperre. Der zweite Kondensator 16 wird dabei aufgeladen, und der Spulenstrom I nimmt zunächst zu. Je nachdem, wie lange dieses erste Zeitintervall T1 min mit angelegter Spannung U andauert, kann der Spulenstrom 1 ein Maximum überschreiten und wieder abnehmen, was in Fig. 4 nicht der Fall ist. Wenn nun der erste Transistor 18, beispielsweise nach T1 min = 10 mu s, auf "Sperren" geschaltet wird, nimmt der Spulenstrom I in einem zweiten Zeitintervall T1 min min ohne angelegte Spannung ab.
Kurz nach dem Ausschalten des ersten Transistors 18, beispielsweise nach einem zweiten Zeitintervall von T1 min min = 2 mu s, wird der zweite Transistor 19 auf "Durchlass" geschaltet. Nun beginnt sich der zweite Kondensator 16 zu entladen und der erste Kondensator 15 aufzuladen; der Spulenstrom 1 nimmt bis auf Null ab und nimmt in umgekehrter Richtung, d.h. mit negativem Vorzeichen, wieder zu. Auch der Betrag dieses negativen Stroms I kann, aber muss nicht, ein Maximum erreichen, danach wieder abnehmen.
Wenn nun, beispielsweise nach einem ersten Zeitintervall von T2 min = 10 mu s der zweite Transistor 19 auf "Sperren" geschaltet wird, folgt ein längeres zweites Zeitintervall von beispielsweise T2 min min = 28 mu s, in dem keine Spannung am Schwingkreis 12 angelegt ist Dieses zweite Zeitintervall T2 min min wird beendet, indem erste Transistor 18 auf "Durchlass" geschaltet wird. Damit beginnt eine neue Schwingungsperiode, in welcher sich die beschriebenen Vorgänge wiederholen
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Heizleistung im wesentlichen durch das Schalten des ersten Transistors 18 auf "Durchlass" bzw. des zweiten Transistors 19 auf "Sperren" reguliert. Je später der erste Vorgang bzw. je früher der zweite Vorgang innerhalb der Schwingungsperiode T erfolgt, umso kleiner ist die Heizleistung. Die beiden ersten Zeitintervalle T1 min , T2 min bzw. die beiden zweiten Zeitintervalle T1 min min , T2 min min brauchen nicht gleich gross zu sein.
Fig. 5 zeigt eine andere Variante des erfindungsgemässen Verfahrens zur Regulierung der Heizleistung. Vom in Fig. 4 beschriebenen Verfahren unterscheidet es sich dadurch, dass die Heizleistung nur durch das Schalten des, ersten Transistors 18 auf "Durchlass" reguliert wird, während der zweite Transistor 19 für alle Heizleistungen gleich geschaltet wird. Hier ist also nur das erste Zeitintervall T1 min variabel, während das erste Zeitintervall T2 min konstant ist - im Gegensatz zum Verfahren von Fig.4, wo beide ersten Zeitintervalle T1 min , T2 min variabel sind. Dieses Beispiel zeigt auch, dass die ersten Zeitintervalle T1 min bzw. T2 min , in denen der erste Transistor 18 bzw. der zweite Transistor 19 auf "Durchlass" geschaltet sind, nicht gleich gross zu sein brauchen.
Der elektrische Schwingkreis 12 und das Schaltelement 17 können auch anders aufgebaut sein als in Fig. 1 dargestellt. Es sind komplexere, aber auch einfachere Varianten mit beispielsweise nur einem Kondensator und einem Transistor möglich. Es ist für die Erfindung nicht nötig, dass der elektrische Schwingkreis 12 mit dem Schaltelement 17, wie anlässlich der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben, als Wechselrichter wirken. Wesentlich für die Erfindung ist, dass über das Schaltelement 17 eine periodische Veränderung des Spulenstroms 1 bewirkt und die Heizleistung beeinflusst wird.
The invention lies in the field of electromagnetic induction heating and relates to a method and an electrical circuit for regulating the heating power for an induction cooker according to the preambles of the independent claims.
Induction cookers are well known. There is an induction coil under each hob of an induction cooker, which serves as the primary coil of a transformer. A metal cooking vessel on the hob serves as the secondary coil, which heats up by converting the induced electrical energy into Joule heat. Such an induction cooker has the advantages, among other things, that it has neither open flames nor hot hot plates and that heat is only generated in the cooking vessel.
Two methods are mainly used to regulate the heating output of an induction cooker. Both are based on the fact that the greater the coil current, the greater the heating power, and vice versa; the heating power is therefore regulated via the coil current.
In a first known method for power regulation, a frequency adjustable by the user is forced on an electrical resonant circuit in which the primary coil is installed in series. If this frequency coincides with the resonance frequency of the resonant circuit, the coil current is the maximum heating power. The more the frequency deviates from the resonance frequency, the smaller the coil current and thus the heating power. Frequencies between 20 and 40 kHz are typically used. In the case of multi-field induction cookers, this method has the disadvantage that AC signals from two cooktops operated at different frequencies interfere, resulting in an unpleasant howling tone.
A second known method for power regulation consists in taking out a certain proportion of half-waves from an alternating current signal operating a hob. This has the disadvantage that the electrical network is loaded unevenly.
The invention has for its object to provide a method and a circuit for heating power regulation for an induction cooker, which do not have the above-mentioned disadvantages, so that in particular with several hobs there is no interference and the electrical network is not unevenly loaded.
The object is achieved by the method according to the invention and the electrical circuit according to the invention as defined in the independent patent claims.
The basic idea of the method according to the invention is to control the cooktops of a multi-field induction hob with the same excitation frequency so that no interference can occur. The primary coil of each hob is built into an electrical resonant circuit, which is excited to oscillate by periodically switching a voltage on and off at the constant excitation frequency. The heating power is regulated by the ratio of the sum of time intervals in which voltage is applied to the sum of time intervals in which no voltage is applied. If this time interval ratio is large, the heating output is also large; the heating power decreases with a decreasing time interval ratio.
The electrical circuit according to the invention consists of a control section and a power section. The power section supplies the required electrical energy to the induction coils and finally to the cooking vessels on the hob, where it is converted into thermal energy. It essentially consists of a DC voltage supply and one electrical resonant circuit per hob. Each of these electrical resonant circuits contains the induction coil and also a switching element with which the connections of the electrical resonant circuit can be switched to the two poles of the DC voltage supply. The control section has a clock generator which specifies the excitation frequency for the electrical circuits.
Furthermore, the control section has, per hob, setting means with which the user can set the heating power, and control means with which the switching on and off of the switching elements in the power section is controlled.
Some embodiments of the invention are described in detail below with reference to figures. Show:
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment. the electrical circuit according to the invention,
Fig. 2 is a diagram of an inventive electrical circuit of a hob and
Fig. 3-5 schematic temporal profiles of currents through a primary coil of an electrical resonant circuit according to the invention at different heating powers.
Fig. 1 shows a block diagram of an embodiment of an electrical circuit according to the invention for an induction cooker equipped with n (n = 1, 2, ...) hobs 1.1, ..., 1.n. A control section 2 is shown schematically on the left and a power section 3 on the right.
The power section 3 supplies the required electrical energy to the hobs 1.1, ..., 1.n, where it is converted into thermal energy. The electrical voltage U required for heating is supplied by a voltage supply 4, which preferably consists of the public three-phase power network and a rectifier; The voltage U is, for example, 600 V. Details of electrical circuits of the hobs 1.1,..., 1.n are discussed below on the occasion of FIG. 2.
With the control part 2 the heating powers of the different hobs are regulated. For each hob 1.1, ..., 1n there are 2 control means 5.1, ..., 5.n in the control section 2, which act on the power section 3 and control it. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the control means 5.1, ..., 5.n each consist of a counter 6.1, ..., 6.n and a decoder 7.1, ..., 7.n. In the control part 2 there are also setting means 8 with which the user can set the heating power and which act directly or indirectly on the control means 5.1,..., 5.n. Such setting means 8 can be potentiometers 9.1, ..., 9.n, for example. In the embodiment of FIG. 1, a microprocessor 10 supplies the control means 5.1, ..., 5.n or the decoders 7.1, ..., 7.n with the data necessary for the control.
The microprocessor 10 can also perform other functions, such as checking the hob 1.1, ..., 1.n or changing the common excitation frequency. A clock generator (clock) 11 supplies a clock signal for synchronizing the control means 5.1, ..., 5.n; it is shown separately in FIG. 1, but can also be integrated in the microprocessor 10. Each counter 6.1, ..., 6.n counts the pulses emitted by the clock generator 11. As soon as the number of pulses has reached a value specified by the setting means 8 and stored in the associated decoder 7.1, ..., 7.n, the control means 5.1, ..., 5.n sends an on or off command to the associated hob 1.1, ..., 1.n.
The control part 2 can, as shown in FIG. 1, consist of individual components or be designed as a single programmable logic component, preferably as a "Programmable Array Logic" (PAL).
2 schematically shows an example of an electrical circuit 12 of a cooktop 1. A central element of such an electrical circuit 12 is an induction coil 13, by means of which electrical energy is induced in a cooking vessel 14, where it is converted into thermal energy. The induction coil 13 forms, together with at least one capacitor 15, 16 and at least one switching element 17, an electrical resonant circuit 12. In the exemplary embodiment in FIG. 2, the resonant circuit 12 is a bridge-like circuit; the resonant circuit 12 has two capacitors connected in series - a first capacitor 15 and a second capacitor 16 - and the switching element 17 essentially consists of two transistors connected in series - a first transistor 18 and a second transistor 19.
The induction coil 13 is located between the two transistors 18, 19 and the two capacitors 15, 16, with a coil connection 20 between the transistors 18, 19 and a coil connection 21 between the capacitors 15, 16. The electrical resonant circuit 12 can also be designed differently; various circuits for this are known.
A preferred variant of the method according to the invention for regulating the heating power is explained with reference to FIGS. 3 and 4. It is shown, as a function of time, the current I through the primary coil 13 and, as curves 22 and 23, the states of the two transistors 18 and 19 of a switching element 17; state 0 means that the corresponding transistor blocks and state 1 means that the corresponding transistor conducts. The heating power increases with increasing coil current I and vice versa.
The electrical oscillating circuit 12 is excited to oscillate by periodically switching the switching element 17. An oscillation is thus forced on the oscillating circuit 12, so that the oscillation frequency is equal to the excitation frequency. The excitation frequency is, for example, 20 kHz and is preferably not identical to the resonance frequency of the resonant circuit 12, which is, for example, 15 kHz. According to the method according to the invention, the excitation frequency is the same for all hobs 1.1, ..., 1.n of an induction cooker in order to avoid disruptive interference; in a known method mentioned at the outset, however, it is changed individually for each hob for the purpose of regulating the heating output. According to a preferred variant of the method according to the invention, the excitation frequency is constant over time.
The states of the switching element 17 divide an oscillation period T of the oscillating circuit 12 into first time intervals T1 min, ..., Tp min (p = 1, 2, ...), in which voltage U is applied to the oscillating circuit 12, and in second time intervals T1 min min, ..., Tq min min (q = 1, 2, ...) in which no voltage is applied:
T = T1 min + ... + Tp min + T1 min min + ... + Tq min min.
In the method according to the invention, the heating power is regulated by the ratio of the sum (T1 min + ... + Tp min) of the first time intervals to the sum (T1 min min + ... + Tq min min) of the second time intervals. 3, this time interval ratio (T1 min + ... + Tp min) / (T1 min + ... + Tq min) is large, for example equal to 15; this leads to a large heating capacity of almost 100% of the maximum possible value. In Fig. 4 the time interval ratio (T1 min + ... + Tp min) / (T1 min min + ... + Tq min min) is smaller than in Fig. 3, for example 0.7; this leads to a smaller heating output than in the case of FIG. 3
The method according to the invention for regulating the heating power will now be described in more detail using the example of FIG. 4. At the arbitrarily selected point in time t = 0, the first transistor 18 is switched to "pass" and the second transistor 19 is blocked. The second capacitor 16 is charged and the coil current I initially increases. Depending on how long this first time interval T1 min with applied voltage U lasts, the coil current 1 may exceed a maximum and decrease again, which is not the case in FIG. 4. If the first transistor 18 is now switched to “blocking”, for example after T1 min = 10 μs, the coil current I decreases in a second time interval T1 min min without applied voltage.
Shortly after the first transistor 18 has been switched off, for example after a second time interval of T1 min min = 2 micros, the second transistor 19 is switched to "pass". Now the second capacitor 16 begins to discharge and the first capacitor 15 charges; the coil current 1 decreases to zero and decreases in the reverse direction, i.e. with a negative sign, again. The amount of this negative current I can, but need not, reach a maximum and then decrease again.
If, for example after a first time interval of T2 min = 10 μs, the second transistor 19 is switched to “blocking”, a longer second time interval of, for example, T2 min min = 28 μs follows, in which no voltage is applied to the oscillating circuit 12 This second time interval T2 min min is ended by switching the first transistor 18 to "pass". This starts a new oscillation period in which the processes described are repeated
In this exemplary embodiment, the heating power is essentially regulated by switching the first transistor 18 to "pass" or the second transistor 19 to "block". The later the first process or the earlier the second process takes place within the oscillation period T, the smaller the heating output. The first two time intervals T1 min, T2 min or the two second time intervals T1 min min, T2 min min need not be the same size.
5 shows another variant of the method according to the invention for regulating the heating power. It differs from the method described in FIG. 4 in that the heating power is regulated to "pass" only by switching the first transistor 18, while the second transistor 19 is switched the same for all heating powers. So here only the first time interval T1 min is variable, while the first time interval T2 min is constant - in contrast to the method of FIG. 4, where both first time intervals T1 min, T2 min are variable. This example also shows that the first time intervals T1 min and T2 min, in which the first transistor 18 and the second transistor 19 are switched to "pass", need not be the same size.
The electrical resonant circuit 12 and the switching element 17 can also be constructed differently than shown in FIG. 1. More complex, but also simpler variants are possible with, for example, only one capacitor and one transistor. It is not necessary for the invention that the electrical resonant circuit 12 with the switching element 17, as described on the occasion of the above exemplary embodiments, act as an inverter. It is essential for the invention that the switching element 17 causes a periodic change in the coil current 1 and the heating power is influenced.