Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Induktionskochfeldvorrichtungen bekannt, die Wechselrichter aufweisen, die parallel an einen Induktor angeschlossen sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Heizeigenschaften bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung, insbesondere einer

Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest zwei Schaltelementen, die in zumindest einem Betriebsmodus parallel geschaltet und dazu vorgesehen sind, einen

hochfrequenten Wechselstrom zur Versorgung eines Induktionsheizelements zu erzeugen, und mit zumindest einer Steuereinheit.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus zumindest zwei der zumindest zwei Schaltelemente mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern anzusteuern. Unter einem„Schaltelement" soll insbesondere ein elektrisches Bauelement verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine elektrische Verbindung zwischen zumindest zwei Leistungskontakten des Schaltelements herzustellen und/oder zu trennen. Insbesondere ist das Schaltelement als

Halbleiterschaltelement, vorzugsweise als Transistor, insbesondere als IGBT, ausgebildet. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest einen Steuerkontakt auf, der lediglich dazu vorgesehen ist, eine Einstellung eines Schaltzustands des

Schaltelements, insbesondere durch eine Steuereinheit, zu ermöglichen. Darunter, dass zwei Schaltelemente„parallel geschaltet" sind, soll insbesondere verstanden werden, dass gleichnamige Pole, insbesondere zumindest gleichartige Leistungskontakte, der Schaltelemente miteinander direkt verbunden sind. Unter einer„direkten Verbindung" soll insbesondere eine elektrische Verbindung verstanden werden, die zumindest in einem Betriebszustand mit einem Stromfluss von Wechselstrom über die Verbindung mit einer Frequenz zwischen 1 kHz und 100 kHz eine Impedanz aufweist, die von ihrem Betrag her kleiner ist als 10 V/A, insbesondere kleiner ist als 1 V/A, vorzugsweise kleiner ist als 0, 1 V/A, und deren Betrag insbesondere über einen Frequenzbereich von 1 kHz bis 100 kHz um maximal 100 %, insbesondere maximal 40 %, vorteilhaft maximal 10 %, vorzugsweise maximal 3 %, schwankt.

Unter einem„Induktionsheizelement" soll insbesondere ein Heizelement mit zumindest einer Induktionsheizleitung verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, durch

Induktionseffekte, insbesondere Induzierung von elektrischem Strom und/oder

Ummagnetisierungseffekte, in einem, vorzugsweise ferromagnetischen, insbesondere metallischen, Heizmittel, insbesondere in einem Gargeschirr, in einer Backofenwand und/oder in einem Heizkörper, der in einem Backofen angeordnet ist, eine Erwärmung des Heizmittels zu verursachen. Insbesondere ist das Induktionsheizelement dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebsmodus, in dem das Induktionsheizelement an eine Versorgungselektronik angeschlossen ist, eine Leistung von zumindest 100 W, insbesondere zumindest 500 W, vorteilhaft zumindest 1000 W, vorzugsweise zumindest 2000 W, zu übertragen, insbesondere elektrische Energie in elektromagnetische

Feldenergie zu wandeln, die in einem geeigneten Heizmittel letztendlich in Wärme gewandelt wird. Unter einer„Induktionsheizleitung" soll insbesondere eine elektrische Leitung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen elektrischen Strom zu führen, der dazu vorgesehen ist, in einem geeigneten Heizmittel Induktionseffekte hervorzurufen. Vorzugsweise ist die Induktionsheizleitung als Induktivität, insbesondere als Spule, vorteilhaft als Flachspule, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Form einer Kreisscheibe, alternativ in Form eines Ovals oder eines Rechtecks, ausgebildet.

Insbesondere weist die Induktionsheizleitung, insbesondere mit einem gekoppelten Heizmittel, eine Induktivität von zumindest 0, 1 μΤ, insbesondere zumindest 0,3 μΤ, vorteilhaft zumindest 1 μΤ, auf. Insbesondere weist die Induktionsheizleitung,

insbesondere ohne ein gekoppeltes Heizmittel, eine Induktivität von maximal 100 mT, insbesondere maximal 10 mT, vorteilhaft maximal 1 mT, auf. Vorzugsweise ist die Induktionsheizleitung dazu vorgesehen, zumindest in einem Betriebszustand von hochfrequentem Wechselstrom, insbesondere einem Wechselstrom mit einer Frequenz von zumindest 1 kHz, insbesondere zumindest 3 kHz, vorteilhaft zumindest 10 kHz, vorzugsweise zumindest 20 kHz, insbesondere maximal 100 kHz, insbesondere mit einer Stromstärke von zumindest 0,5 A, insbesondere zumindest 1 A, vorteilhaft zumindest 3 A, vorzugsweise zumindest 10 A, durchflössen zu werden. Unter einer„Steuereinheit" soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines die Induktionsheizvorrichtung aufweisenden

Hausgeräts zumindest teilweise integriert ist. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zumindest dazu vorgesehen, die Schaltelemente zu steuern und/oder zu regeln.

Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.

Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem„Aktivitätsparamter" soll insbesondere zumindest ein Einschaltzeitpunkt, eine Dauer und/oder ein Ausschaltzeitpunkt einer Ansteuerung, insbesondere eine Phase und/oder ein Tastverhältnis einer regelmäßigen, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen periodischen, Ansteuerung, verstanden werden. Insbesondere weist die Induktionsheizvorrichtung zumindest eine

Sensoranordnung auf, die dazu vorgesehen ist, Betriebswerte zu liefern, in deren

Abhängigkeit die Steuereinheit die Aktivitätsparameter bestimmt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann insbesondere ein an Betriebswerte angepasstes Heizverhalten erreicht werden. Insbesondere kann eine Dauer, für die mit maximaler Heizleistung geheizt werden kann, bevor eine Notregulierung aufgrund von Überhitzung der Schaltelemente stattfindet, verlängert werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Schaltelemente unabhängig von dem Betriebszustand parallel geschaltet sind. Alternativ ist es denkbar, dass die

Schaltelemente dazu vorgesehen sind, beispielsweise zu einem Boostmodus, über ein weiteres, insbesondere elektromechanisches, Schaltelement, insbesondere ein Relais, parallel geschaltet zu werden. Durch ständig parallel geschaltete Schaltelemente kann insbesondere eine erhöhte Effizienz durch verminderte Leitungsverluste in den

Schaltelementen, auch bei niedrigen Leistungen, ermöglicht werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus zumindest zwei der Schaltelemente mit unterschiedlichen

Tastverhältnissen zu betreiben. Unter einem Tastverhältnis soll insbesondere das

Verhältnis von Einschaltzeit zu Gesamtzeit verstanden werden. Ein Tastverhältnis von 100 % entspricht einer ständig hergestellten Verbindung, während ein Tastverhältnis von 0 % einer ständig getrennten Verbindung entspricht. Es kann insbesondere ein

Effektivwert von durch die unterschiedlichen Schaltelemente fließenden Strömen angepasst werden, wodurch insbesondere Leitungsverluste der unterschiedlichen

Schaltelemente verändert werden können.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus die zumindest zwei Schaltelemente zumindest im Wesentlichen gleichzeitig zu aktivieren. Unter„im Wesentlichen gleichzeitig" aktivieren soll

insbesondere verstanden werden, dass ein Abstand von Einschaltflanken der

Steuerströme für die unterschiedlichen Schaltelemente maximal 1 s, vorteilhaft maximal 0, 1 s, vorzugsweise maximal 10 ns, beträgt. Vorzugsweise ist in diesem Fall eine Tastrate für das entspechend zeitiger ausgeschaltete Schaltelement derartig gewählt, dass ein Strom durch das Schaltelement Null ist, bevor das entsprechend andere

Schaltelement abgeschaltet wird. Es kann insbesondere eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann eine Verlustleistung durch Schaltverluste auf dem

Schaltelement, das entsprechend früher ausgeschaltet wird, vermieden werden. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die Schaltelemente zumindest im Wesentlichen gleichzeitig auszuschalten, wodurch eine Aufteilung der Schaltverluste erreicht wird, jedoch Leitungsverluste umverteilt werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionsheizvorrichtung zumindest eine

Stromsensoranordnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, durch die zumindest zwei Schaltelemente fließende Ströme zu bestimmen. Insbesondere ist es denkbar, dass jedem der Schaltelemente ein, insbesondere genau ein, Stromsensor in Reihe geschaltet ist. Unter einem„Stromsensor" soll insbesondere ein Sensor, insbesondere ein

Amperemeter, verstanden werden, der zumindest den Wechselstromanteil, insbesondere auf induktivem Weg, misst. Alternativ ist es denkbar, dass zumindest ein Stromsensor vorgesehen ist, der den durch alle Schaltelemente fließenden Gesamtstrom misst. Es kann insbesondere eine genaue Bestimmung einer Leistung, die in dem Induktionsheizelement umgesetzt wird, durchgeführt werden. Insbesondere kann für jedes der Schaltelemente eine Verlustleistungsbestimmung der Leitungsverluste durchgeführt werden. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter der zumindest zwei Schaltelemente in Abhängigkeit von Werten der Stromsensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, Effektivwerte der Ströme durch unterschiedliche der zumindest zwei Schaltelemente anzugleichen, indem sie die Tastrate eines Schaltelements mit hohem Effektivwert gegenüber einem

Schaltelement mit niedrigem Effektivwert erniedrigt. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn ein kleinster Effektivwert der zumindest zwei Schaltelemente kleiner ist als 100 %, insbesondere kleiner ist als 80 %, vorteilhaft keiner ist als 60 %, vorzugsweise kleiner ist als 40 % eines maximalen

Effektivwerts der zumindest zwei Schaltelemente. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn ein kleinster Effektivwert der zumindest zwei Schaltelemente maximal 20 %; insbesondere maximal 40 %, vorteilhaft maximal 60 %, vorzugsweise maximal 80 %, eines maximalen Effektivwerts der zumindest zwei Schaltelemente beträgt. Es kann insbesondere eine Aufteilung von auftretenden Verlustleistungen der Schaltelemente, die durch Leitungsverluste entstehen, erreicht werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Induktionsheizvorrichtung zumindest eine

Temperatursensoranordnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, Temperaturen der zumindest zwei Schaltelemente zu bestimmen. Insbesondere weist die

Temperatursensoranordnung zumindest zwei Temperatursensoren auf, die an zumindest einem, insbesondere von den Schaltelementen geteilten, Kühlkörper angeordnet sind, wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, aufgrund von Messwerten dieser

Temperatursensoren Temperaturen der Schaltelemente zu bestimmen. Alternativ ist es denkbar, dass zumindest eines, insbesondere eine Vielzahl, vorzugsweise jedes, der Schaltelemente einen integrierten Temperatursensor aufweist. Insbesondere kann eine Temperaturüberwachung der Schaltelemente erreicht werden.

Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die Aktivitätsparameter der zumindest zwei Schaltelemente in Abhängigkeit von Werten der Temperatursensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn eine Temperatur zumindest eines der Schaltelemente eine Temperatur von 160 °C, insbesondere von 150 °C, vorteilhaft von 140 °C, übersteigt. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die

Aktivitätsparameter anzupassen, wenn ein Minimum der Temperaturen der zumindest zwei Schaltelemente um mindestens 5 K, insbesondere um mindestens 10 K, vorteilhaft um mindestens 15 K, von einem Maximum der Temperaturen der zumindest zwei Schaltelemente abweicht. Insbesondere hat eine Regelung der Aktivitätsparameter in Abhängigkeit von Werten der Temperatursensoranordnung Vorrang vor einer Regelung der Aktivitätsparameter in Abhängigkeit von Werten der Stromsensoranordnung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kochfeld in einer schematischen Ansicht

von oben,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung in einem

schematischen Schaltbild,

Fig. 3 ein erster Betriebszustand eines ersten Ausgangsbetriebsmodus, Fig. 4 ein erster erfindungsgemäßer Betriebsmodus als Reaktion auf

den ersten Betriebszustand,

Fig. 5 ein zweiter Betriebszustand des ersten Ausgangsbetriebsmodus, Fig. 6 ein zweiter erfindungsgemäßer Betriebsmodus als Reaktion auf

den zweiten Betriebszustand und

Fig. 7 ein Temperatur- und Leistungsverlauf einer erfindungsgemäßen

Induktionsheizvorrichtung bei Hochleistungsbetrieb. Figur 1 zeigt ein als Induktionskochfeld ausgebildetes Hausgerät 10 mit einer als

Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildeten Induktionsheizvorrichtung 12. Die

Induktionsheizvorrichtung 12 weist vier Induktionsheizelemente 20, 22, 24, 26 auf. Die Induktionsheizelemente 20, 22, 24, 26 sind unter einer Kochfeldplatte 18 angeordnet.

Figur 2 zeigt eine Ausgestaltung der Induktionsheizvorrichtung 12 in einer beispielhaften Beschaltung des Induktionsheizelements 20. Die Induktionsheizvorrichtung 12 weist eine Spannungsquelle 30 auf. Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 vier

Schaltelemente 42, 44, 46, 48 auf. Die Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 sind unabhängig von einem Betriebsmodus einander paarweise parallel geschaltet. Die

Schaltelemente 42, 44, 46, 48 sind Teil eines Wechselrichters 40. Die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 sind als IGBTs ausgebildet. Der Wechselrichter 40 und die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 sind dazu vorgesehen, einen hochfrequenten Wechselstrom zur Versorgung des Induktionsheizelements 20 zu erzeugen. Der Wechselrichter 40 ist an die

Spannungsquelle 30 angeschlossen und bezieht über diese Energie, um das

Induktionsheizelement 20 zu versorgen. Die Spannungsquelle 30 weist unter anderem einen Gleichrichter, eine Filterelektronik und eine Pufferkapazität auf (nicht dargestellt), und eine Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine Steuereinheit 14 auf, die dazu vorgesehen ist, die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 anzusteuern. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 zur Erzeugung des

hochfrequenten Wechselstroms periodisch anzusteuern. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, in Betriebsmodi, in denen Betriebsparameter der parallel geschalteten Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 voneinander abweichen, die parallelgeschalteten Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern

anzusteuern. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, in einem derartigen

Betriebsmodus die Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 mit unterschiedlichen

Tastverhältnissen zu betreiben. Weiterhin ist die Steuereinheit 14 dazu vorgesehen, in einem derartigen Betriebsmodus die parallel geschalteten Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 gleichzeitig zu aktivieren. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die

Schaltelemente 42, 44, 46, 48 unter Nullspannungsbedingungen einzuschalten (ZVS). Das Induktionsheizelement 20 ist in Halbbrückenschaltung mit Resonanz beschaltet. Das Induktionsheizelement 20 ist hier durch eine Reihenschaltung einer Induktivität und eines Widerstands, der einer Last entspricht, schematisch dargestellt. Alternativ ist denkbar, dass ein Induktionsheizelement in Vollbrückenschaltung oder in Ein-Schalter-Topologie beschaltet ist.

Die Induktionsheizvorrichtung 12 weist weiterhin einen Kühlkörper 16 auf, der dazu vorgesehen ist, von den Schaltelementen 42, 44, 46, 48 während eines Betriebs erzeugte Wärme abzuführen.

Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine Temperatursensoranordnung 50 auf. Die Temperatursensoranordnung 50 weist vier Temperatursensoren 52, 54, 56, 58 auf, die dazu vorgesehen sind, Temperaturen des Kühlkörpers 16 an unterschiedlichen Positionen zu messen. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, aus Werten der

Temperatursensoranordnung 50 Temperaturen θ ₄₂ , θ ₄₄ , θ ₄₆ , θ ₄₈ der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 zu berechnen. Ferner weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine

Stromsensoranordnung 60 auf. Die Stromsensoranordnung 60 weist vier Stromsensoren 62, 64, 66, 68 auf. Die Stromsensoren 62, 64, 66, 68 sind jeweils in einem Parallelzweig der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 dem jeweiligen Schaltelement 42, 44, 46, 48 in Reihe geschaltet. Die Stromsensoranordnung 60 ist dazu vorgesehen, durch die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 fließende Ströme l ₄ 2, l ₄₄ , l ₄ 6i Ue zu messen. In Figur 3 sind, beispielhaft an den Schaltelementen 42, 44 demonstriert, schematische Verläufe verschiedener Betriebsgrößen über einen Aktivitätszeitraum während einer Schaltperiode eines ersten anfänglichen Betriebsmodus der Schaltelemente 42, 44 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. In dem ersten Betriebsmodus werden die

Schaltelemente 42, 44 gleichzeitig und mit gleicher Frequenz eingeschaltet und später wieder ausgeschaltet. Sie weisen eine gleiche Phase und ein gleiches Tastverhältnis auf. Die oberen zwei Graphen zeigen einen Verlauf einer Spannung U ₂ o bzw. eines Stroms l ₂₀ des Induktionsheizelements 20. Der dritte und vierte Graph bzw. der siebte und achte Graph zeigen Verläufe von Spannungen U ₄₂ , U ₄₄ bzw. von Strömen l ₄₂ , l ₄₄ der

Schaltelemente 42, 44. Der fünfte und neunte Graph von oben zeigen Schaltzustände S ₄₂ , S ₄₄ der Schaltelemente 42, 44, wobei ein Wert ungleich Null einem eingeschalteten

Zustand entspricht. Die Schaltelemente 42, 44 werden zu einem Zeitpunkt t-ι gleichzeitig eingeschaltet und zu einem Zeitpunkt t ₂ gleichzeitig ausgeschaltet. Der sechste und zehnte Graph zeigt jeweils einen Verlauf einer Verlustleistung P ₄₂ , P ₄₄ die durch

Schaltverluste beim Ausschalten der Schaltelemente 42, 44 entsteht. Im untersten Graph ist eine Temperatur θ ₄₄ des Schaltelements 44 dargestellt. Die korrespondierenden Graphen der Schaltelemente 42, 44 weisen einen im Wesentlichen gleichen Verlauf auf. Die Temperatur θ ₄₄ des Schaltelements 44 steigt, beispielsweise aufgrund eines Defekts, stärker an, als eine Temperatur θ ₄₂ des parallel geschalteten Schaltelements 42. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 in Abhängigkeit von Werten der Temperatursensoranordnung 50 zu bestimmen. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter eines Schaltelements 42, 44 anzupassen, dessen Temperatur θ ₄₂ , θ ₄₄ eine Grenztemperatur überschreitet. Die Grenztemperatur beträgt 135 °C. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, beispielsweise die Aktivitätsparameter des Schaltelements 44 anzupassen, wenn dessen Temperatur θ ₄₄ die Grenztemperatur überschreitet, um Schaltverluste im Schaltelement 44, das eine erhöhte Temperatur θ ₄₄ aufweist, zu vermeiden. Weiterhin werden hierdurch ein Effektivwert l _eff44 des Stroms l ₄₄ des Schaltelements 44 und somit Leitungsverluste verringert. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, ein Tastverhältnis des Schaltelements 44 zu reduzieren und somit zeitiger abzuschalten als das parallel geschaltete Schaltelement 42.

In Figur 4 sind beispielhaft schematische Verläufe der verschiedenen Betriebsgrößen über einen Aktivitätszeitraum während einer Schaltperiode eines Betriebsmodus, der in Reaktion auf die Überhitzung des Schaltelements 44 genutzt wird, dargestellt. In diesem Betriebsmodus werden die Schaltelemente 42, 44 gleichzeitig und mit gleicher Frequenz eingeschaltet. Die Schaltelemente 42, 44 werden zu einem Zeitpunkt t-ι gleichzeitig eingeschaltet. Zu einem Zeitpunkt t ₂ ' wird das Schaltelement 44 vorzeitig abgeschaltet. Die Steuereinheit 14 steuert den Zeitpunkt t ₂ ' des Abschaltens so, dass ein Strom l ₄₄ des Schaltelements 44 den Wert Null erreicht, bevor das parallel geschaltete Schaltelement 42 zu einem regulären Zeitpunkt t ₂ abgeschaltet wird. Nach Abschalten des

Schaltelements 44 steigt der Strom l ₄₂ des parallel geschalteten Schaltelements 42 an, um das vorzeitige Abschalten zu kompensieren. Das Schaltelement 42 trägt beim

Ausschalten alleinig eine Verlustleistung P ₄₂ . Die Temperatur θ ₄₄ des Schaltelements 44 sinkt aufgrund der reduzierten Verlustleistung ab. Steigt die Temperatur θ ₄₄ des

Schaltelements 44 weiter an, kann der Zeitpunkt t ₂ ' des Ausschaltens durch Absenkung des Taktverhältnisses weiter vorgezogen werden.

In Figur 5 sind erneut Graphen des ersten Betriebsmodus in einem alternativen Fall gezeigt. In diesem alternativen Fall liegt ein Effektivwert l _eff42 des Stroms l ₄₂ , beispielsweise durch einen erhöhten Widerstand des Schaltelements 42, niedriger als ein Effektivwert l _eff44 des Stroms l ₄₄ . Hierdurch ergeben sich für das parallel geschaltete Schaltelement 44 eine höhere Verlustleistung P ₄₄ durch Schaltverluste und erhöhte Leitungsverluste.

Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 in Abhängigkeit von Werten der Stromsensoranordnung 60 zu bestimmen. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn sich die Effektivwerte l _eff42 , _ff44 der Schaltelemente 42, 44 um mehr als 50 % unterscheiden. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, das Tastverhältnis des Schaltelements 44 mit dem höheren Effektivwert l _eff44 des Stroms l ₄₄ zu verkürzen.

In Figur 6 sind die durch die Anpassung der Aktivitätsparameter erreichten Graphen dargestellt. Das Schaltelement 44 mit dem vormals höheren Effektivwert l _eff44 wird vorzeitig zum Zeitpunkt t ₂ " abgeschaltet. Das parallel geschaltete Schaltelement 42 mit dem vormals niedrigen Effektivwert l _eff42 weist ab dem Zeitpunkt t ₂ " einen erhöhten Strom l ₄₂ auf, um das vorzeitige Abschalten des anderen Schaltelements 44 zu kompensieren. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, den Zeitpunkt t ₂ " des Abschaltens so zu wählen, dass ein Effektivwert l _eff42 ' und ein Effektivwert l _eff44 ' weniger als 20 %

voneinander abweichen, alternativ sogar gleich sind.

In Figur 7 ist ein zeitlicher Verlauf von einer Leistung P ₂₀ des Induktionsheizelements 20, von Effektivwerten l _eff42 , l _eff44 von Strömen l ₄₂ , l ₄₄ durch die Schaltelemente 42, 44 und von Temperaturen θ ₄₂ , θ ₄₄ der Schaltelemente 42, 44 dargestellt, von Beginn eines

Heizvorgangs mit hoher Leistung P ₂₀ an bis nach Reduzierung der Leistung P ₂₀ aufgrund von Überhitzung. Von Raumtemperatur beginnend steigen die Temperaturen θ ₄₂ , θ ₄₄ der Schaltelemente 42, 44 immer weiter an, bis zu einem Zeitpunkt t ₁₀ ein erstes der

Schaltelemente 42 die Grenztemperatur erreicht. Anstatt jetzt die Leistung P ₂₀ zu reduzieren, um Verlustleistungen der Schaltelemente 42, 44 zu senken und einen weiteren Temperaturanstieg zu verhindern, wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, um die Verlustleistung über dem ersten der Schaltelemente 42 zu reduzieren und die Leistung P ₂₀ konstant zu halten. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi, dem Betriebsmodus mit gleichen

Aktivitätsparametern und dem Betriebsmodus mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern, zu wechseln, wann immer es die Temperaturen θ ₄₂ , θ ₄₄ fordern, um eine hohe Gesamteffizienz zu erreichen. Die Temperatur θ ₄₂ schwankt dabei minimal um die

Maximaltemperatur. Erreicht zu einem Zeitpunkt t ₂₀ die Temperatur θ ₄₄ des zweiten Schaltelement 44 die Grenztemperatur, wird die Leistung P ₂₀ reduziert, um die

Verlustleistungen über den Schaltelementen 42, 44 zu reduzieren und eine weitere Erwärmung zu vermeiden. Im Vergleich zu einem klassischen Betriebsmodus, bei dem die Schaltelemente mit gleichen Aktivitätsparametern betrieben werden, ist also eine längere Zeit mit hoher Leistung heizbar.

Sollten Temperaturen θ ₄₆ , θ ₄₈ oder Ströme l ₄₆ , l ₄ e der Schaltelemente 46, 48 erhöhte Werte aufweisen, wird wie am Beispiel der Schaltelemente 42, 44 erläutert, entsprechend den Figuren 4 und 6, verfahren.

Weiterhin sind beliebige Anzahlen von parallel geschalteten Schaltelementen denkbar. Weiterhin ist es denkbar, dass eine Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen

Einschaltzeitpunkt eines Schaltelements zu verzögern und einen Ausschaltzeitpunkt eines parallel geschalteten Schaltelements vorzuziehen, wodurch effektiv ein Betriebsmodus mit unterschiedlichen Phasen entsteht. Weiterhin ist eine Kombination des Betriebsmodus mit unterschiedlichen Phasen mit dem Betriebsmodus mit unterschiedlichen

Tastverhältnissen denkbar, um eine Feinabstimmung der Verlustleistungen zu erreichen.

Bezugszeichen

10 Hausgerät I42 Strom

12 Induktionsheizvorrichtung I44 Strom

14 Steuereinheit I46 Strom

16 Kühlkörper I48 Strom

18 Kochfeld platte ff42 Effektivwert

20 Induktionsheizelement ff42' Effektivwert

22 Induktionsheizelement ff44 Effektivwert

24 Induktionsheizelement ff44' Effektivwert

26 Induktionsheizelement P20 Leistung

30 Spannungsquelle P ₄₂ Verlustleistung

40 Wechselrichter P44 Verlustleistung

42 Schaltelement S42 Schaltzustand

44 Schaltelement S44 Schaltzustand

46 Schaltelement U ₂₀ Spannung

48 Schaltelement U ₄₂ Spannung

50 Temperatursensoranordnung U44 Spannung

52 Temperatursensor ti Zeitpunkt

54 Temperatursensor tio Zeitpunkt

56 Temperatursensor t ₂ Zeitpunkt

58 Temperatursensor t20 Zeitpunkt

60 Stromsensoranordnung t ₂ ' Zeitpunkt

62 Stromsensor t ₂ " Zeitpunkt

64 Stromsensor $42 Temperatur

66 Stromsensor $44 Temperatur

68 Stromsensor $46 Temperatur

I20 Strom $48 Temperatur