專利名稱：用于進行動態(tài)波形校正的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對感應(yīng)加熱設(shè)備的電源進行動態(tài)波形校正的方法和裝置。
背景技術(shù)：
感應(yīng)加熱設(shè)備通常是由工作信號-特別是由電流工作信號或電流工作信號的變 化_來發(fā)熱和/或提供動力的，所述工作信號一般是在頻率轉(zhuǎn)換器中從由交流電源提供的 至少一個輸入功率信號生成或轉(zhuǎn)換得到的。工作信號一般包括比輸入功率信號更高的頻率。

發(fā)明內(nèi)容
在很多情況下，加熱功率的調(diào)節(jié)是通過工作信號的頻率的變化來進行的。因此，本 發(fā)明的一個目的是找到一種以新的并且有利的方式來改變工作信號的頻率的方式。此目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1和11所述的對感應(yīng)加熱設(shè)備的電源進行動態(tài)波形 校正的裝置和方法來實現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中描述了有利的實施例。根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明涉及一種用于對感應(yīng)加熱設(shè)備的電源進行動態(tài)波形校正 的方法，a)其中，由交流電源提供包括帶有輸入功率頻率的波的輸入功率信號、特別是輸 入電壓信號，b)其中，頻率轉(zhuǎn)換器將輸入功率信號整流為半波信號、特別是半波電壓信號，bl)其中，所述半波信號的半波通過兩個連續(xù)的過零點被定界，b2)其中，所述兩個過零點之間的時滯定義半波持續(xù)時間，c)其中，所述頻率轉(zhuǎn)換器進一步將半波信號轉(zhuǎn)換為工作信號、特別是工作電流信 號，用于提供給感應(yīng)加熱設(shè)備，d)其中，在頻移操作中，在小于半波持續(xù)時間的時間內(nèi)，首先將工作信號的工作頻 率從第一工作基頻增大到最大頻率，然后降低到第二基頻，e)其中，第一工作基頻不等于第二工作基頻，以及/或者，在所述頻移操作內(nèi)經(jīng)過 半波信號的過零點。本發(fā)明允許工作信號的靈活的變化，因為有在其之間可以切換工作信號的至少兩 個工作基頻，或者，在頻移操作內(nèi)經(jīng)過半波信號的過零點，使得也可以在時間或相位方向上 偏移。在此情境中，半波信號的過零點對應(yīng)于輸入功率信號的當前值從正值變?yōu)樨撝禃r 該信號的幅度為零的時刻。即使在此點處半波信號不應(yīng)該從正值變?yōu)樨撝?，但是，只要觸及 零值，術(shù)語“過零點”也用于此情境。作為替換，對于半波信號可以使用術(shù)語“零點”。特別地，在后續(xù)頻移操作中，在半波持續(xù)時間內(nèi)，首先將工作信號的工作頻率從第 二工作頻率增大到最大頻率，然后降低到第一工作頻率或第三工作頻率，其中優(yōu)選地，在頻移操作內(nèi)經(jīng)過半波信號的過零點，特別是經(jīng)過半波信號的另一個過零點。這允許頻移操作的重復(fù)執(zhí)行或者使得頻移操作的重復(fù)執(zhí)行變得容易，因為至少在 執(zhí)行所述后續(xù)頻移操作之后，可以再次到達第一工作頻率，使得可以添加下一頻移操作。優(yōu)選地，一個接一個地執(zhí)行數(shù)量為η > 1個的頻移操作，a)其中，這些頻移操作開始于不同的工作基頻，并且結(jié)束于后續(xù)頻移操作的開始 工作基頻，其中，優(yōu)選地，最后一個頻移操作結(jié)束于第一頻移操作的開始工作基頻，以及/或 者b)其中，頻移操作相對于半波信號的相應(yīng)半波具有不同的時滯。此實施例可以進一步更加提高頻率的變化的靈活性，因為可以選擇數(shù)量高達η > 1個不同的工作基頻和/或時滯。在一個有利的實施例中，a)交替地執(zhí)行頻移操作(5)和后續(xù)頻移操作(6)，以及/或者b)重復(fù)地執(zhí)行數(shù)量為η個的頻移操作，以及/或者c)工作基頻(fl，f2)相等。在另一個有利的實施例中，至少一個頻移操作包括增大頻率之前和/或降低頻率 之后和/或在工作頻率具有最大值期間的時段(timespan)，在所述時段中，工作頻率保持 恒定。這可以減少執(zhí)行頻率調(diào)制的時間，因而減少這些時間期間的控制勞動。特別地，至少一個頻移操作開始于和/或結(jié)束于過零點。這具有如下優(yōu)點給出相 對于半波信號的幅度的至少相對較高的相關(guān)性。在一個作為替換的但也是有利的實施例中，至少一個頻移操作開始于過零點的時 段之后。在一個有利的實施例中，在已經(jīng)到達工作基頻之后，工作信號改變其梯度，特別是 從負值改變?yōu)榱慊蛘怠＿@尤其在從增大或減小信號到信號恒定的時間段的過渡處執(zhí)行。特別地，第二工作基頻和最大工作頻率的值是從第一工作基頻和從計數(shù)器頻率導(dǎo) 出的，其中，特別地，第二工作基頻與第一工作基頻的頻率差和最大工作頻率與第一工作基 頻的差的比是恒定的。這使得容易實現(xiàn)用于生成不同信號的控制算法。在一個有利的實施例中，a)通過將計數(shù)器頻率除以計數(shù)器頻率和第一工作基頻的比與第一調(diào)制值的差，從 第一工作基頻和從計數(shù)器頻率導(dǎo)出第二工作基頻的值，以及/或者b)通過將計數(shù)器頻率除以計數(shù)器頻率和第一工作基頻的比與第二調(diào)制值的差，從 第一工作基頻和從計數(shù)器頻率導(dǎo)出最大工作頻率的值。特別地，第一調(diào)制值是8，第二調(diào)制值是25，以及/或者計數(shù)器頻率在4和IOOMHz 之間，特別是IOMhz。此外，本發(fā)明涉及特別根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一權(quán)利要求的用于對感應(yīng)加熱設(shè) 備的電源進行動態(tài)波形校正的裝置，a)具有交流電源，所述交流電源用于提供包括帶有輸入功率頻率的波的輸入功率 信號、特別是輸入電壓信號，b)具有頻率轉(zhuǎn)換器，所述頻率轉(zhuǎn)換器用于將輸入功率信號整流為半波信號、特別是半波電壓信號，bl)其中，所述半波信號的半波通過兩個連續(xù)的過零點定界，b2)其中，所述兩個過零點之間的時滯定義半波持續(xù)時間，c)其中，通過所述頻率轉(zhuǎn)換器，所述半波信號能夠進一步被轉(zhuǎn)換為工作信號、特別 是工作電流信號，用于提供給感應(yīng)加熱設(shè)備，d)其中，在頻移操作中，在小于半波持續(xù)時間的時間內(nèi)，工作信號的工作頻率能夠 首先從第一工作基頻增大到最大頻率，然后能夠減小到第二工作基頻，e)其中，第一工作基頻不等于第二工作基頻，以及/或者，在所述頻移操作內(nèi)經(jīng)過 或能夠經(jīng)過半波信號的過零點。在一個有利的實施例中，所述轉(zhuǎn)換器包括至少一個全橋和/或至少一個半橋和/ 或單開關(guān)。


將參考附圖更加詳細地描述本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的框圖，圖2示出其中第一工作基頻不等于第二工作基頻的實施例，圖3示出其中在第一頻移操作內(nèi)設(shè)置過零點的本發(fā)明的第二實施例，以及圖4示出了其中第一工作基頻不等于第二工作基頻、并且在第一頻移操作內(nèi)設(shè)置 過零點的第三實施例。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的框圖，具有向頻率轉(zhuǎn)換器2提供輸入信號Uin 的交流源1，其中，頻率轉(zhuǎn)換器2的輸出信號Iw被傳遞到感應(yīng)加熱設(shè)備3。在實施例中，輸入信號Uin是電壓信號，特別地，具有大約230V的幅度。作為替換 方案，大約Iiov的電壓幅度也是可以的。輸入功率頻率可以是50Hz或60Hz。作為替換方案，輸入功率頻率可以是400Hz， 例如，用于船上或用于營地，因為這可以減小設(shè)備的尺寸。輸出信號Iw-在實施例中為電流信號-傳輸用于驅(qū)動感應(yīng)加熱設(shè)備3的所生成的 電流，所述感應(yīng)加熱設(shè)備3特別地包含一個或多個感應(yīng)線圈或者通過一個或多個感應(yīng)線圈 實現(xiàn)。在頻率轉(zhuǎn)換器2內(nèi)部，輸入電壓信號Uin首先在整流單元2a中被整流為包含輸 入電壓信號Uin的半波的電壓信號Uh。然后，例如使用半橋電路或全橋電路或單開關(guān)中的 IGBT，在變換器單元2b中生成具有工作頻率fW的高頻電流工作信號Iw。由通過控制線7 連接到頻率轉(zhuǎn)換器2的控制單元4來控制頻率轉(zhuǎn)換器2的行為。在圖2到4中，半波信號Uh示出在時亥Ij t0和tl之間、tl和t2之間以及時刻t2 和t3之間的被整流的輸入信號Uin的大約三個半波的幅度A。并且，在圖2到4中示出了 工作信號Iw的工作頻率fw隨著時間t的變化。在根據(jù)圖2的實施例中，在時刻t0和tl之間示出頻移操作5。首先，對于持續(xù)時 間tv，工作信號Iw的頻率fw保持恒定于工作基頻fl。然后，頻率增大到頻率fmax，其中，頻率對于持續(xù)時間tm保持恒定。然后，頻率被降低到工作基頻f2。最后，在直到tl的剩余 時間tn期間，電流工作信號Iw的頻率fw保持恒定。在tl和t2之間的之后的半波期間，執(zhí)行后續(xù)頻移操作6。頻率fw對于時間tv保持恒定，然后，再次增大到頻率fmax，然后，對于時間tm保 持恒定，最后再次降低到工作基頻Π，其中，頻率保持恒定一直到t2。然后，在t2和t3之間，以及t3和未示出的t4之間重復(fù)所描述的行為。圖3示出本發(fā)明的另一個實施例，其中，在t0’和tl’之間執(zhí)行頻移操作5，因此， 相對于在to和tl之間設(shè)置的半波，偏移了時段ts。再次，工作基頻f 1對于持續(xù)時間tv保 持恒定，然后，增大到頻率fmax。也是在根據(jù)圖2的實施例中，頻率fw對于時段tm保持恒 定。然后，頻率降低到值f2，在此實施例中，值f2等于fl。再次到達值f2或Π時的時刻被設(shè)置在第一半波的結(jié)束tl之后。然后，對于直到 tl'的時段tn，頻率恒定。在tl'和t2'之間重復(fù)相同過程，并在之后的半波中表達。圖4示出第三實施例，其中，組合了實施例1和實施例2的行為。在t0'和tl'之間執(zhí)行頻移操作5，因此，相對于在t0和tl之間設(shè)置的半波，偏 移了時段ts。工作基頻Π對于持續(xù)時間tv保持恒定，然后，增大到頻率fmax。然后，也是 在根據(jù)圖4的實施例中，頻率fw對于時段tm保持恒定。然后，頻率降低到值f2，在該實施 例中，值f2小于Π。到達值f2時的時刻被設(shè)置在第一半波的結(jié)束tl之后。然后，對于直到tl'的時 段tn，頻率恒定。在tl'和t2'之間重復(fù)相同過程，并在之后的半波中表達。在實施例中，fmax相對于f2的偏離除以fl相對于f2的偏離的比等于31%。這些值是通過將計數(shù)器頻率的值除以一個差得到的，所述差是計數(shù)器頻率除以基 頻f2再減去對于fl和fmax不同的值之后得到的。計數(shù)器頻率可以是4MHz到IOOMhz。在下面的示例中，計數(shù)器頻率的值將是10MHz，而用于fl的所述值是8，用于fmax 的所述值是25。在第一示例中，在f2的值為19，000Hz的情況下，得到fl的值為19，293Hz，fmax 的值為19，947Hz。在第二示例中，在f2的值為19，000Hz的情況下，第一頻率fl位于25，5IOHz的值， 而最大頻率fmax位于26，666Hz的值。參考符號列表
1交流源
2頻率轉(zhuǎn)換器
2a整流單元
2b變換器單元
3感應(yīng)加熱設(shè)備
4控制單元
5頻移操作
6后續(xù)頻移操作
7控制線
A幅度
f頻率
η第一工作基頻
f2第二工作基頻
fin輸入功率頻率
fmax最大頻率
fw工作頻率
ml第一調(diào)制值
m2第二調(diào)制值
t時間
tv,
tn,
tm時段
th半波持續(xù)時間
th半波持續(xù)時間
Iw工作信號
Uh半波信號
Uin輸入功率信號
權(quán)利要求
一種用于對感應(yīng)加熱設(shè)備(3)的電源進行動態(tài)波形校正的方法，a)其中，由交流電源(1)提供包括帶有輸入功率頻率(fin)的波的輸入功率信號(Uin)、特別是輸入電壓信號，b)其中，頻率轉(zhuǎn)換器(2)將輸入功率信號(Uin)整流為半波信號(Uh)、特別是半波電壓信號，b1)其中，所述半波信號的半波通過兩個連續(xù)的過零點(t0、t1；t1、t2；t2、t3)被定界，b2)其中，所述兩個過零點之間的時滯定義半波持續(xù)時間(th)，c)其中，所述頻率轉(zhuǎn)換器(2)進一步將半波信號(Uh)轉(zhuǎn)換為工作信號(Iw)、特別是工作電流信號，用于提供給感應(yīng)加熱設(shè)備(3)，d)其中，在頻移操作(5)中，在小于半波持續(xù)時間(th)的時間內(nèi)，首先將工作信號(Iw)的工作頻率(fw)從第一工作基頻(f1)增大到最大頻率(fmax)，然后降低到第二基頻(f2)，其特征在于e)第一工作基頻(f1)不等于第二工作基頻(f2)，以及/或者，在所述頻移操作內(nèi)經(jīng)過半波信號(Uh)的過零點(t0，t1，t2，t3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在后續(xù)頻移操作(6)中，在半波持續(xù)時間(th)內(nèi)，首先將工作信號(Iw)的工作頻率 (fw)從第二工作基頻(f2)增大到最大頻率(fmax)，然后降低到第一工作基頻(fl)或第三 工作基頻，其中優(yōu)選地，在頻移操作(6)內(nèi)經(jīng)過半波信號(Uh)的過零點(tl，t2，t3)，特別 是經(jīng)過半波信號(Uh)的另一個過零點(tl，t2，t3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，一個接一個地執(zhí)行數(shù)量為η > 1個的頻移操作，a)其中，這些頻移操作開始于不同的工作基頻，并且結(jié)束于后續(xù)頻移操作的開始工作基頻，其中，優(yōu)選地，最后一個頻移操作結(jié)束于第一頻移操作的開始工作基頻，以及/或者b)其中，這些頻移操作相對于半波信號的相應(yīng)半波具有不同的時滯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法a)其中，交替地執(zhí)行頻移操作(5)和后續(xù)頻移操作(6)，以及/或者b)其中，重復(fù)地執(zhí)行數(shù)量為η個的頻移操作，以及/或者c)其中，這些工作基頻(fl,f2)相等。
5.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，至少一個頻移操作(5，6)包括增大頻率之前的時段(tv)和/或減小頻率之后的 時段(tn)和/或在工作頻率(fw)具有最大值期間的時段(tm)，在所述時段中，工作頻率 (fw)保持恒定。
6.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，至少一個頻移操作(5，6)開始于過零點(t0，tl，t2，t3)處或者過零點(t0，tl， t2，t3)的時段(ts)之后。
7.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，在已經(jīng)到達工作基頻(fl，f2)之后，工作信號(Iw)改變其梯度，特別是從負值改變到零或正值。
8.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，第二工作基頻(f2)和最大頻率(fmax)的值是從第一工作基頻(fl)和從計數(shù)器 頻率(fc)導(dǎo)出的，其中，特別是，第二工作基頻(f2)與第一工作基頻(fl)的頻率差和最大 頻率(fmax)與第一工作基頻(fl)的差的比是恒定的。
9.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的一權(quán)利要求所述的方法，a)其中，通過將計數(shù)器頻率(fc)除以計數(shù)器頻率(fc)和第一工作基頻(fl)的比與 第一調(diào)制值(ml)的差，從第一工作基頻(fl)和從計數(shù)器頻率(fc)導(dǎo)出第二工作基頻(f2) 的值，以及/或者b)通過將計數(shù)器頻率(fc)除以計數(shù)器頻率(fc)和第一工作基頻(fl)的比與第二調(diào) 制值(m2)的差，從第一工作基頻(fl)和從計數(shù)器頻率(fc)導(dǎo)出最大頻率(fmax)的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，第一調(diào)制值(ml)是8，第二調(diào)制值(m2)是25，以及/或者，計數(shù)器頻率(fc)在 4和IOOMHz之間，特別是IOMHz。
11.特別根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一權(quán)利要求的用于對感應(yīng)加熱設(shè)備(3)的電源進行 動態(tài)波形校正的裝置，a)具有交流電源(1)，所述交流電源用于提供包括帶有輸入功率頻率(fin)的波的輸 入功率信號(Uin)、特別是輸入電壓信號，b)具有頻率轉(zhuǎn)換器(2)，所述頻率轉(zhuǎn)換器用于將輸入功率信號(Uin)整流為半波信號 (Uh)、特別是半波電壓信號，bl)其中，所述頻率轉(zhuǎn)換器(2)優(yōu)選包括至少一個全橋和/或至少一個半橋和/或單開關(guān)，b2)其中，所述半波信號的半波通過兩個連續(xù)的過零點(t0、tl ;tl、t2;t2、t3)定界，b3)其中，所述兩個過零點之間的時滯定義半波持續(xù)時間(th)，c)其中，通過所述頻率轉(zhuǎn)換器(2)，所述半波信號(Uh)能夠進一步被轉(zhuǎn)換為工作信號 (Iw)、特別是工作電流信號，用于提供給感應(yīng)加熱設(shè)備(3)，d)其中，在頻移操作(5)中，在小于半波持續(xù)時間(th)的時間內(nèi)，工作信號(Iw)的工 作頻率(fw)能夠首先從第一工作基頻(Π)增大到最大頻率(fmax)，然后能夠減小到第二 工作基頻(f2)，其特征在于e)第一工作基頻(fl)不等于第二工作基頻(f2)，以及/或者，在所述頻移操作內(nèi)經(jīng)過 或能夠經(jīng)過半波信號(Uh)的過零點(t0, tl，t2，t3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對感應(yīng)加熱設(shè)備(3)的電源進行動態(tài)波形校正的方法，a)其中，由交流電源(1)提供包括帶有輸入功率頻率(fin)的波的輸入功率信號(Uin)、特別是輸入電壓信號，b)其中，頻率轉(zhuǎn)換器(2)將輸入功率信號(Uin)整流為半波信號(Uh)、特別是半波電壓信號，b1)其中，所述半波信號的半波通過兩個連續(xù)的過零點(t0、t1；t1、t2；t2、t3)被定界，b2)其中，所述兩個過零點之間的時滯定義半波持續(xù)時間(th)，c)其中，所述頻率轉(zhuǎn)換器(2)進一步將半波信號(Uh)轉(zhuǎn)換為工作信號(Iw)、特別是工作電流信號，用于提供給感應(yīng)加熱設(shè)備(3)，d)其中，在頻移操作(5)中，在小于半波持續(xù)時間(th)的時間內(nèi)，首先將工作信號(Iw)的工作頻率(fw)從第一工作基頻(f1)增大到最大頻率(fmax)，然后降低到第二基頻(f2)，e)其中，第一工作基頻(f1)不等于第二工作基頻(f2)，以及/或者，在所述頻移操作內(nèi)經(jīng)過半波信號(Uh)的過零點(t0，t1，t2，t3)。此外，本發(fā)明還涉及特別根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一權(quán)利要求的用于對感應(yīng)加熱設(shè)備(3)的電源進行動態(tài)波形校正的裝置，a)具有交流電源(1)，所述交流電源用于提供包括帶有輸入功率頻率(fin)的波的輸入功率信號(Uin)、特別是輸入電壓信號，b)具有頻率轉(zhuǎn)換器(2)，所述頻率轉(zhuǎn)換器用于將輸入功率信號(Uin)整流為半波信號(Uh)、特別是半波電壓信號，b1)其中，所述頻率轉(zhuǎn)換器(2)優(yōu)選包括至少一個全橋和/或至少一個半橋和/或單開關(guān)，b2)其中，所述半波信號的半波通過兩個連續(xù)的過零點(t0、t1；t1、t2；t2、t3)定界，b3)其中，所述兩個過零點之間的時滯定義半波持續(xù)時間(th)，c)其中，通過所述頻率轉(zhuǎn)換器(2)，所述半波信號(Uh)能夠進一步被轉(zhuǎn)換為工作信號(Iw)、特別是工作電流信號，用于提供給感應(yīng)加熱設(shè)備(3)，d)其中，在頻移操作(5)中，在小于半波持續(xù)時間(th)的時間內(nèi)，工作信號(Iw)的工作頻率(fw)能夠首先從第一工作基頻(f1)增大到最大頻率(fmax)，然后能夠減小到第二工作基頻(f2)，e)其中，第一工作基頻(f1)不等于第二工作基頻(f2)，以及/或者，在所述頻移操作內(nèi)經(jīng)過或能夠經(jīng)過半波信號(Uh)的過零點(t0，t1，t2，t3)。
文檔編號H05B6/04GK101978777SQ200980109296
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者A·維洛力, L·讓納托, M·贊格麗, M·赫佐格, S·E·克里斯迪安森, T·里戈勒 申請人:伊萊克斯家用產(chǎn)品股份有限公司