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Title:
COOKING APPLIANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/069219
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooking appliance (10a-c), in particular a cooktop appliance, comprising: a plurality of at least two heating branches (12a-c), which each comprise at least one heating unit (14a-c) and at least one branch switching unit (16a-c); a switching unit (18a-c) common to the heating branches (12a-c); and at least one control unit (20a-c), which, in an operating state, in order to set a heating power of at least one of the heating branches (12a-c) to be operated, adjusts at least one switching parameter (22a-c) of a switching parameter set of the branch switching unit (16a-c) of the at least one heating branch (12a-c) to be operated.

Inventors:
BURDIO PINILLA JOSÉ MIGUEL (ES)
CABEZA GOZALO TOMAS (ES)
GUILLEN MOYA PABLO (ES)
LLORENTE GIL SERGIO (ES)
LUCIA GIL OSCAR (ES)
PUYAL PUENTE DIEGO (ES)
SARNAGO ANDIA HECTOR (ES)
Application Number:
PCT/EP2020/076670
Publication Date:
April 15, 2021
Filing Date:
September 24, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BSH HAUSGERAETE GMBH (DE)
International Classes:
H05B6/06
Domestic Patent References:
WO2018116053A12018-06-28
WO2018116055A12018-06-28
Foreign References:
EP2355617A22011-08-10
EP2395813A12011-12-14
DE102010039508A12011-03-10
DE202013003006U12013-04-25
US20160338150A12016-11-17
EP2506672A22012-10-03
EP2548407B12014-04-09
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, mit einer Mehr zahl von zumindest zwei Heizzweigen (12a-c), welche jeweils zumindest eine Heizeinheit (14a-c) und zumindest eine Zweigschalteinheit (16a-c) umfassen, mit einer für die Heizzweige (12a-c) gemeinsamen Schalteinheit (18a-c) und mit zu mindest einer Steuereinheit (20a-c), welche in einem Betriebszustand zur Ein stellung einer Heizleistung zumindest eines der zu betreibenden Heizzweige (12a-c) zumindest einen Schaltparameter (22a-c) eines Schaltparametersatzes der Zweigschalteinheit (16a-c) des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs (12a-c) anpasst.

2. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a-c) die Zweigschaltein heiten (16a-c) der zu betreibenden Heizzweige (12a-c) jeweils periodisch mit ei ner gemeinsamen Periodendauer (28a-c) betreibt.

3. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a-c) in dem Betriebszu stand die gemeinsame Schalteinheit (18a-c) periodisch mit der gemeinsamen Periodendauer (28a-c) betreibt.

4. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltparame tersatz zumindest einen Einschaltzeitpunkt (24a-c) der Zweigschalteinheit (16a-c) des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs (12a-c) umfasst.

5. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltparame tersatz zumindest eine Einschaltdauer (26a-c) der Zweigschalteinheit (16a-c) des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs (12a-c) umfasst. 6. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a-c) sämtliche Zweigschalteinheiten (16a-c) mit einem eigenen Schaltparame tersatz betreibt.

7. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzweige (12a-c) jeweils zumindest eine Zweigdiode (30a-c) aufweisen, welche die Heiz zweige (12a-c) zueinander sperrt.

8. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigdioden (30a-c) von der gemeinsa men Schalteinheit (18a-c) aus betrachtet jeweils vor den zugehörigen Zweig schalteinheiten (16a-c) angeordnet sind.

9. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzweige (12a-c) jeweils zumindest eine Resonanzeinheit (36a-c) aufweisen, welche mit den zugehörigen Heizeinheiten (14a-c) Teil eines Schwingkreises sind.

10. Gargerätevorrichtung (10b), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Schalteinheit (18b) zumindest zwei parallel geschaltete Schaltelemente (38b) aufweist.

11. Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinheit (40a-c), welche die gemeinsame Schalteinheit (18a-c) stärker kühlt als die einzelnen Zweigschalteinheiten (16a-c). 12. Gargerätevorrichtung (10c), insbesondere Kochfeldvorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von zumin dest zwei weiteren Heizzweigen (42c), welche jeweils zumindest eine weitere Heizeinheit (44c) und zumindest eine weitere Zweigschalteinheit (46c) umfassen, und eine für die weiteren Heizzweige (42c) gemeinsame weitere Schalteinheit (48c), wobei die Steuereinheit (20c) in einem Betriebszustand zur Einstellung ei ner Heizleistung zumindest eines der zu betreibenden weiteren Heizzweige (42c) zumindest einen weiteren Schaltparameter eines weiteren Schaltparametersat zes der weiteren Zweigschalteinheit (46c) des zumindest einen zu betreibenden weiteren Heizzweigs (42c) anpasst.

13. Gargerät, insbesondere Kochfeld (32a-c), mit zumindest einer Gargerätevorrich tung (10a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

14. Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung (10a-c), insbesondere Koch feldvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Mehrzahl von zumindest zwei Heizzweigen (12a-c), welche jeweils zumindest ei ne Heizeinheit (14a-c) und zumindest eine Zweigschalteinheit (16a-c) umfassen, und mit einer für die Heizzweige (12a-c) gemeinsamen Schalteinheit (18a-c), bei welchem zur Einstellung einer Heizleistung zumindest eines der zu betreibenden Heizzweige (12a-c) zumindest ein Schaltparameter (22a-c) eines Schaltparame tersatzes der Zweigschalteinheit (16a-c) des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs (12a-c) angepasst wird.

Description:
Gargerätevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Gargerätevorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung nach Anspruch 14.

Aus der EP 2 548 407 B1 ist bereits ein Kochfeld mit einer Halbbrücken- oder Vollbrü ckenschaltung zum Betrieb mehrerer Induktoren mittels eines Multiplexers bekannt.

Aus der WO 2018/116053 A1 und der WO 2018/116055 A1 ist bereits ein Kochfeld be kannt, welches eine Anzahl N c M von Heizmatrixelementen aufweist, wobei ein i, j-tes Heizmatrixelement zumindest einen Induktor umfasst und sowohl mit einem i-ten Zeilen schaltelement als auch mit einem j-ten Spaltenschaltelement verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere einer Energieef fizienz und/oder einer Bauteileffizienz, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltun gen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden kön nen.

Es wird eine Gargerätevorrichtung, insbesondere eine Kochfeldvorrichtung, vorgeschla gen mit einer Mehrzahl von zumindest zwei Heizzweigen, welche jeweils zumindest eine Heizeinheit, vorzugsweise eine Induktionsheizeinheit, und zumindest eine Zweigschalt einheit umfassen, mit einer für die Heizzweige gemeinsamen Schalteinheit und mit zu mindest einer Steuereinheit, welche in einem Betriebszustand zur Einstellung einer Heiz leistung zumindest eines der zu betreibenden Heizzweige zumindest einen Schaltparame ter eines Schaltparametersatzes der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betrei benden Heizzweigs anpasst.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere eine hohe Effizienz, insbesondere eine hohe Energieeffizienz erreicht werden. Dadurch, dass eine Anzahl von Bauteilen reduziert werden kann, kann eine gesteigerte Bauteileffizienz und/oder Kosteneffizienz erzielt werden. Insbesondere kann eine unabhängige Leistungseinstellung für sämtliche Heizzweige vorgenommen werden, wodurch insbesondere eine hohe Flexibilität erreicht werden kann. Bei der Erhitzung von Gargeschirr kann insbesondere eine verbesserte Homogenität erreicht werden. Insbesondere kann ein ungleichmäßiges Erhitzen von Gar geschirr vermieden werden. Ein ungewolltes Überhitzen, insbesondere eines Gargeschirr rands, kann vermieden werden. Eine Heizleistung kann, insbesondere proportional zur Bedeckung des Heizzweigs durch Gargeschirr, eingestellt werden. Insbesondere eine Leistungseinstellung kann unabhängig zu verschiedenem Gargeschirr erfolgen. Eine Energieversorgung kann insbesondere kontinuierlich und insbesondere ungepulst erfol gen, wodurch insbesondere akustische Störgeräusche vermieden werden können. Insbe sondere kann auf eine überhöhte Stromversorgung zur Erreichung einer durchschnittli chen Leistung verzichtet werden. Auf eine Überleistung und/oder einen Boost-Modus kann verzichtet werden, wodurch insbesondere eine Effizienz erhöht werden kann. Eine Energieversorgung kann konstant erfolgen. Es kann ferner ungewolltes alternatives Erhit zen vermieden werden. Ebenso kann eine elektromagnetische Verträglichkeit der Garge rätevorrichtung durch eine derartige Ausgestaltung verbessert werden, wodurch Flicker vermieden werden kann. Die Gargerätevorrichtung kann insbesondere mit einer reduzier ten Schaltfrequenz betrieben werden, wodurch insbesondere eine verbesserte Effizienz erzielt werden kann.

Unter einer „Gargerätevorrichtung“, insbesondere unter einer „Kochfeldvorrichtung“, soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Gargeräts, insbesondere eines Kochfelds, verstanden werden. Das Gargerät könnte beispielsweise als ein Backofen, insbesondere ein Induktionsbackofen, und/oder als ein Kombigerät mit zusätzlicher Mikrowellenfunktion ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Gargerät als ein Kochfeld, insbesondere als ein Induktionskochfeld, bevorzugt als Matrixkochfeld und be sonders bevorzugt als Matrixinduktionskochfeld ausgebildet. Insbesondere kann die Gar gerätevorrichtung, insbesondere die Kochfeldvorrichtung, auch das gesamte Gargerät, insbesondere das gesamte Kochfeld, umfassen.

Die Gargerätevorrichtung weist vorteilhaft zumindest vier, bevorzugt zumindest 10 und besonders bevorzugt zumindest 20 Heizzweige auf. Unter einem „Heizzweig“ soll insbe sondere eine elektronische und/oder elektrische Einheit verstanden werden, welche ins besondere eine Mehrzahl von elektronischen und/oder elektrischen Komponenten um fasst, insbesondere zumindest eine und vorteilhaft genau eine Heizeinheit und zumindest ein und vorteilhaft genau eine Zweigschalteinheit. Die Heizzweige der Gargerätevorrich tung könnten beispielsweise identisch zueinander aufgebaut sein. Alternativ könnten sich die Heizzweige der Gargerätevorrichtung zumindest hinsichtlich der Heizeinheiten, insbe sondere hinsichtlich von Durchmessern und/oder Arten von Heizeinheiten, unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich könnten sich die Heizzweige der Gargerätevorrichtung bei spielsweise hinsichtlich von Anzahlen von Heizeinheiten unterscheiden.

Unter einer „Heizeinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche in einem Betriebszustand zur Erhitzung eines Gargeschirrs und/oder einer Garmuffelwan dung eine Heizleistung bereitstellt, wobei insbesondere eine Heizleistung von zumindest 100 W, vorzugsweise von wenigstens 250 W und besonders bevorzugt von mindestens 500 W einstellbar ist. Unter einer „Induktionsheizeinheit“ soll insbesondere eine Heizein heit mit zumindest einem Induktionsheizelement, insbesondere einem Induktor, verstan den werden, welches zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds mit hochfrequen tem Strom, insbesondere mit einer Frequenz von zumindest 10 kHz, vorzugsweise von wenigstens 20 kHz und insbesondere von maximal 100 kHz, versorgbar ist. Die Indukti onsheizeinheit kann mehrere seriell und/oder parallel geschaltete Induktionsheizelemente umfassen, beispielsweise zur Bereitstellung einer Mehrkreis- oder einer Bräterkochstelle.

Unter einer „Zweigschalteinheit“ soll insbesondere eine Einheit eines Heizzweigs verstan den werden, welche insbesondere zumindest eine Schalteinheit umfasst. Unter einer „Schalteinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Schaltelement ver standen werden, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, zwischen zwei Kontakten des Schaltelements eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest einen Steuerkontakt auf, über den es steuerbar ist. Insbesondere ist das Schaltelement als Halbleiterschaltelement, insbeson dere als Transistor, vorteilhaft als Bipolar-Transistor mit vorzugsweise isolierter Gate- Elektrode (IGBT), ausgebildet. Alternativ kann das Schaltelement als mechanisches und/oder elektromechanisches Schaltelement, insbesondere als ein Relais ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Schaltelement als ein FET, als MOSFET, vorzugsweise als RC-IGBT und besonders bevorzugt als ein HEMT-Transistor ausgebildet sein. Die Schalt einheit kann mehrere Schaltelemente umfassen, die beispielsweise seriell und/oder paral lel miteinander verschaltet sein können. Zur Einstellung einer Heizleistung zumindest eines der zu betreibenden Heizzweige, das heißt zur Einstellung der Heizleistung der entsprechenden Heizeinheit des Heizzweigs, passt die Steuereinheit in einem Betriebszustand vorteilhaft zumindest zwei Schaltpara meter eines Schaltparametersatzes der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu be treibenden Heizzweigs an. Insbesondere ist dabei der Schaltparameter von einer Schalt frequenz der Zweigschalteinheit verschieden. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Zweigschalteinheiten und die gemeinsame Schalteinheit paarweise als Wechselrichterschaltelemente anzusteuern, und zwar insbesondere derart, dass ein wei cher Schaltvorgang zwischen zumindest einem ersten Schaltzustand, in dem zwei Kon takte der gemeinsamen Schalteinheit elektrisch leitend verbunden sind, während zwei Kontakte sämtlicher Zweigschalteinheiten getrennt sind und einem zweiten Schaltzustand, in dem zwei Kontakte von zumindest einer der Zweigschalteinheiten elektrisch leitend verbunden sind, während die zwei Kontakte der gemeinsamen Schalteinheit getrennt sind, auftritt. Unter einem „weichen Schaltvorgang“ soll insbesondere ein Schaltvorgang mit einer verschwindend geringen Verlustleistung verstanden werden, welcher insbeson dere dann auftritt, wenn der Schaltvorgang vorzugsweise zumindest im Wesentlichen spannungsfrei ist. Unter einem „zumindest im Wesentlichen spannungsfreien Schaltvor gang“, welcher auch unter der englischen Bezeichnung „zero voltage switching (ZVS)“ bekannt ist, soll insbesondere ein weicher Schaltvorgang verstanden werden, bei dem eine Spannung, die insbesondere an der Zweigschalteinheit anliegt und/oder abfällt, zu mindest im Wesentlichen verschwindend gering, insbesondere im Wesentlichen null, ist. Unter einem „verschwindend geringen Wert“ soll insbesondere ein Wert verstanden wer den, welcher insbesondere zumindest um einen Faktor 10, vorteilhaft um einen Faktor 50, vorzugsweise um einen Faktor 100 und besonders bevorzugt um einen Faktor 500 gerin ger ist als ein Betriebsmaximalwert.

Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden wer den, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Gargeräts zumindest teilweise integriert ist. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespei cherten Steuer- und /oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Rechenein heit ausgeführt zu werden. Unter einem „Schaltparametersatz“ soll insbesondere ein Satz von zumindest einem Schaltparameter und vorzugsweise mehreren Schaltparametern verstanden werden. Insbesondere handelt es sich bei einem Schaltparametersatz um zumindest einen, einem Heizzweig zugehörigen, Schaltparameter. Unter einem „Schaltpa rameter“ soll insbesondere ein Parameter verstanden werden, welcher beim Betrieb der Schalteinheit unmittelbar im Einflussbereich der Steuereinheit liegt und/oder von dieser gesteuert und/oder geregelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Schaltpa rameter im Einflussbereich eines Benutzers liegen und somit von einem Benutzer indirekt oder direkt gesteuert und/oder gewählt sein.

Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausge stattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vor gesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter einem „Betriebszustand“ soll insbesondere ein Zustand der Gargerätevor richtung verstanden werden, bei dem zumindest einer der Heizzweige betrieben ist.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit die Zweigschalteinheiten der zu betrei benden Heizzweige jeweils periodisch mit einer gemeinsamen Periodendauer betreibt. Dadurch kann insbesondere eine besonders effiziente Gargerätevorrichtung bereitgestellt werden. Die Periode einer der Zweigschalteinheiten mit der gemeinsamen Periodendauer kann beispielsweise zu einem anderen Zeitpunkt starten als die Periode einer anderen der Zweigschalteinheiten mit der gemeinsamen Periodendauer. Vorzugsweise starten die Perioden jedoch zeitgleich. Unter einer “Periodendauer“ soll insbesondere ein Kehrwert einer Frequenz verstanden werden, mit welcher eine der Zweigschalteinheiten und/oder die gemeinsame Schalteinheit schaltet. Darunter, dass die Steuereinheit die Zweigschalt einheiten der zu betreibenden Heizzweige „jeweils mit einer gemeinsamen Periodendauer betreibt“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Periodendauern, mit der die Zweigschalteinheiten betrieben sind, gleich groß sind.

Beispielsweise könnte die Steuereinheit in dem Betriebszustand die gemeinsame Schalt einheit periodisch mit einer anderen Periodendauer als die Zweigschalteinheiten, insbe sondere mit einer beliebigen Periodendauer, betreiben. Wenn die Steuereinheit in dem Betriebszustand die gemeinsame Schalteinheit periodisch mit der gemeinsamen Perio dendauer betreibt, kann eine besonders effiziente Gargerätevorrichtung bereitgestellt werden. Da eine Einstellung einer Heizleistung eines zu betreibenden Heizzweigs insbe sondere über Parameter erfolgen kann, welche unabhängig zu einer Schaltfrequenz und damit insbesondere unabhängig zu der gemeinsamen Periodendauer sein können, kann die gemeinsame Periodendauer konstant und möglichst effizient gewählt werden. Beson ders effizient ist die Gargerätevorrichtung, wenn die gemeinsame Periodendauer zumin dest im Wesentlichen einem Kehrwert einer Resonanzfrequenz eines Schwingkreises mit üblichem aufgestelltem Gargeschirr entspricht. Wenn die Schaltfrequenz, also der Kehr wert der gemeinsamen Periodendauer, zumindest im Wesentlichen der Resonanzfre quenz entspricht, sind Schaltverluste minimal. Besonders bevorzugt liegt die Schaltfre quenz im Bereich von 20 kHz bis 35 kHz, was einer gemeinsamen Periodendauer von 0,05 ms bis 0,029 ms entspricht. Während einem ersten Periodenabschnitt der gemein samen Periodendauer ist insbesondere die gemeinsame Schalteinheit durchlassend und sämtliche Zweigschalteinheiten trennend geschaltet. Insbesondere entspricht eine Dauer des ersten Periodenabschnitts zumindest im Wesentlichen einer Hälfte der gemeinsamen Periodendauer. Die Dauer des ersten Periodenabschnitts ist vorzugsweise so zu wählen, dass die Nennleistung höher oder gleich der gewünschten Heizleistung eines der zu be treibenden Heizzweige ist. Während einem zweiten Periodenabschnitt der gemeinsamen Periodendauer ist insbesondere die gemeinsame Schalteinheit trennend geschaltet. In einem Betriebszustand ist, in Abhängigkeit zu dem Schaltparametersatz der Zweigschalt einheit der zu betreibenden Heizzweige, die Zweigschalteinheit zumindest eines zu be treibenden Heizzweigs innerhalb des zweiten Periodenabschnitts der gemeinsamen Peri odendauer zumindest teilweise durchlassend geschaltet. Die Dauer des zweiten Perio denabschnitts entspricht insbesondere der gemeinsamen Periodendauer abzüglich der Dauer des ersten Periodenabschnitts.

Wenn der Schaltparametersatz zumindest einen Einschaltzeitpunkt der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs umfasst, kann insbesondere eine be sonders flexible Steuerung der Heizleistung der Gargerätevorrichtung, insbesondere des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs, erfolgen. Insbesondere kann dadurch ein periodenbezogener Zeitabstand zwischen einer Durchlass-Zeitspanne der gemeinsamen Schalteinheit und einer Durchlass-Zeitspanne einer Zweigschalteinheit gezielt verändert werden. Durch die gezielte Veränderung des Einschaltzeitpunkts der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs kann insbesondere eine Heizleistung des zu betreibenden Heizzweigs beeinflusst werden. Vorzugsweise kann durch eine Er höhung des periodenbezogenen Zeitabstands zwischen einer Durchlass-Zeitspanne der gemeinsamen Schalteinheit und einer Durchlass-Zeitspanne einer Zweigschalteinheit eine Heizleistung reduziert werden.

Unter einer "Durchlass-Zeitspanne" der Zweigschalteinheit und/oder der gemeinsamen Schalteinheit soll insbesondere eine Zeitspanne verstanden werden, während welcher ein erster und ein zweiter Hauptkontakt der Zweigschalteinheit und/oder der gemeinsamen Schalteinheit elektrisch leitend verbunden sind. Unter einem "Hauptkontakt" der Zweig schalteinheit und/oder der gemeinsamen Schalteinheit soll insbesondere ein Kontakt der Zweigschalteinheit und/oder der gemeinsamen Schalteinheit verstanden werden, welcher zur Leitung eines Stroms zu einer Verbrauchereinheit, die separat von der Zweigschalt einheit und/oder der gemeinsamen Schalteinheit ausgebildet ist, vorgesehen ist. Unter einem "Zeitabstand zwischen einer ersten Durchlass-Zeitspanne und einer zweiten Durch lass-Zeitspanne“ soll insbesondere eine Dauer einer Zeitspanne verstanden werden, wel che mit einem Ende derjenigen der Durchlass-Zeitspannen, welche früher abläuft, beginnt und mit einem Anfang derjenigen der Durchlass-Zeitspannen, die später beginnt, endet. Unter einem „periodenbezogenen Zeitabstand“ soll insbesondere eine Dauer eines Zeit abstands geteilt durch die Periodendauer verstanden werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Schaltparametersatz zumindest eine Ein schaltdauer der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs um fasst. Hierdurch kann insbesondere eine besonders flexible Steuerung der Heizleistung der Gargerätevorrichtung, insbesondere des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs, erfolgen. Insbesondere ist unter der „Einschaltdauer der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs“ eine periodenbezogene Durchlass- Zeitspanne des Zweigschalteinheit zu verstehen. Vorteilhaft ist darunter eine Zeitspanne innerhalb des zweiten Periodenabschnitts der gemeinsamen Periodendauer zu verstehen, während welcher die Zweigschalteinheit durchlassend geschaltet ist. Insbesondere kann durch Veränderung der Einschaltdauer der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs die Heizleistung des Heizzweigs verändert werden. Vorzugs weise kann durch Verringern der Einschaltdauer der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs eine Heizleistung verringert werden.

Insbesondere kann die Steuerung und/oder Regelung der Heizleistung eines Heizzweigs durch Verändern von insbesondere mehreren Schaltparametern erfolgen. Beispielsweise kann die Heizleistung eines Heizzweigs durch kombinierte Veränderung des Einschalt zeitpunkts der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs sowie der Einschaltdauer der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden Heizzweigs erfolgen. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Veränderung eines einzelnen Schaltparameters die Heizleistung eines Heizzweigs regeln.

Beispielsweise könnte die Steuereinheit sämtliche Zweigschalteinheiten mit einem einzi gen gemeinsamen Schaltparametersatz betreiben und/oder ansteuern. Es wird jedoch vorgeschlagen, dass die Steuereinheit jede der Zweigschalteinheiten mit einem eigenen Schaltparametersatz betreibt und/oder ansteuert. Dadurch kann eine besonders flexible Einstellung der Heizleistung erfolgen. Insbesondere kann dadurch eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere können die Schaltparameter eines Schaltparametersatzes zu den Schaltparametern eines anderen Schaltparametersatzes unterschiedliche Werte annehmen. Es ist ebenso denkbar, dass die Schaltparameter eines Schaltparametersat zes zu den Schaltparametern eines anderen Schaltparametersatzes gleiche Werte an nehmen. Insbesondere umfassen sämtliche Schaltparametersätze die gleichen Schaltpa rameter. Es ist ebenso denkbar, dass sich die Schaltparametersätze untereinander durch den Umfang an Schaltparametern unterscheiden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Heizzweige jeweils zumindest eine Zweigdiode auf weisen, welche die Heizzweige zueinander sperrt. Hierdurch wird insbesondere eine un abhängige Leistungseinstellung für die Heizzweige ermöglicht. Beispielsweise könnte ein Stromfluss, insbesondere ein Potentialfluss zwischen den Heizzweigen in keiner Richtung verhindert sein. Darunter, dass die Zweigdiode die Heizzweige „zueinander sperrt“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Zweidiode einen Stromfluss von einem Heiz zweig zu einem anderen Heizzweig verhindert. Das bedeutet insbesondere, dass die Zweigdiode einen Rückfluss und damit insbesondere einen Abfluss eines elektrischen Potentials eines Heizzweigs über einen anderen Heizzweig verhindert.

Wenn die Zweigdioden von der gemeinsamen Schalteinheit aus betrachtet jeweils vor den zugehörigen Zweigschalteinheiten angeordnet sind, können die Heizzweige besonders effektiv zueinander gesperrt werden. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Heizzweige jeweils zumindest eine Resonanzein heit aufweisen, welche mit den zugehörigen Heizeinheiten, insbesondere Induktionsheiz einheiten, Teil eines Schwingkreises sind. Insbesondere kann beispielsweise Gargeschirr und/oder eine Garmuffelwandung ebenfalls Teil des Schwingkreises sein. Unter einer „Resonanzeinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest eine Resonanzkapazität, die vorzugsweise von zumindest einem Kondensator gebildet ist, umfasst, der vorzugsweise von einer Dämpfungskapazität und/oder einer Kapazität, die zu einem Schaltelement parallelgeschaltet ist, verschieden ist. Insbesondere ist eine Re sonanzkapazität von einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltungen von mehre ren Kondensatoren gebildet. Die Resonanzkapazität ist insbesondere Bestandteil eines elektrischen Schwingkreises, insbesondere eines elektrischen Reihenschwingkreises. Vorzugsweise ist die Resonanzkapazität in zumindest einem Betriebszustand, insbeson dere über eine der Zweigschalteinheiten und/oder die gemeinsame Schalteinheit, in Reihe mit der Heizeinheit geschaltet und ist besonders vorteilhaft dazu vorgesehen, über die Heizeinheit aufgeladen zu werden, insbesondere wenn die Heizeinheit durch die Zweig schalteinheit und/oder die gemeinsame Schalteinheit auf ein höheres elektrisches Poten tial gelegt wird. Die Resonanzkapazität ist insbesondere auf einer in Richtung eines Lei tungspfads gesehen von der gemeinsamen Schalteinheit abgewandten Seite der Heizein heit angeordnet. Beispielsweise könnte die Resonanzeinheit so dimensioniert sein, dass die Resonanzfrequenz des Schwingkreises mit üblichem Gargeschirr weniger als 25 kHz oder mehr als 35 kHz beträgt. Vorzugsweise beträgt die Resonanzfrequenz des Schwing kreises mit üblichem Gargeschirr 25 kHz bis 35 kHz, wodurch insbesondere akustische Störgeräusche und/oder große Leistungsverluste, insbesondere Schaltverluste, vermie den werden können.

Die gemeinsame Schalteinheit könnte genau ein Schaltelement aufweisen. Vorteilhaft weist die gemeinsame Schalteinheit jedoch zumindest zwei parallel geschaltete Schalt elemente auf. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, die zwei paral lel geschalteten Schaltelemente gleichzeitig oder abwechselnd zu schalten, insbesondere um hierdurch eine thermische Belastung auf die beiden Schaltelemente zu verteilen.

Beispielsweise könnte die Gargerätevorrichtung eine Kühleinheit aufweisen, welche die gemeinsame Schalteinheit und die einzelnen Zweigschalteinheiten gleich stark kühlt. Al ternativ könnte die Kühleinheit die einzelnen Zweigschalteinheiten stärker kühlen als die gemeinsame Schalteinheit. Wenn die Gargerätevorrichtung eine Kühleinheit aufweist, welche die gemeinsame Schalteinheit stärker kühlt als die einzelnen Zweigschalteinhei ten, kann insbesondere eine Belastung der gemeinsamen Schalteinheit reduziert werden. Insbesondere kann dadurch eine Lebensdauer der Gargerätevorrichtung verlängert wer den, wodurch insbesondere eine Benutzerfreundlichkeit erhöht werden kann. Unter einer „Kühleinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die gezielt zur Kühlung weiterer Bauteile, insbesondere einer Elektronikeinheit, ausgebildet ist und insbesondere mit diesen Bauteilen in thermischem und vorzugsweise in direktem mechanischen Kontakt steht. Die Kühleinheit weist zur Abgabe von Wärmeenergie an die Umgebung insbeson dere eine zumindest 5-fach, insbesondere wenigstens 10-fach, vorteilhaft wenigstens 20- fach und besonders vorteilhaft zumindest 50-fach größere Oberfläche auf als ein Würfel gleichen Volumens und umfasst insbesondere zumindest 3, insbesondere wenigstens 10 und vorteilhaft mindestens 20 Kühlrippen. Alternativ oder zusätzlich könnte die Kühleinheit beispielsweise ein Peltier-Element umfassen.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung eine Mehrzahl von zumindest zwei weiteren Heizzweigen aufweist, welche jeweils zumindest eine weitere Heizeinheit und zumindest eine weitere Zweigschalteinheit umfassen, mit einer für die weiteren Heiz zweige gemeinsamen weiteren Schalteinheit, wobei die Steuereinheit in einem Betriebs zustand zur Einstellung einer Heizleistung zumindest einer der zu betreibenden weiteren Heizzweige zumindest einen weiteren Schaltparameter eines weiteren Schaltparameter satzes der weiteren Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreibenden weiteren Heizzweigs anpasst. Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine Gargerätevorrichtung mit besonders hoher Flexibilität bereitgestellt werden. Insbesondere sind die zu betrei benden Heizzweige unabhängig zu den zu betreibenden weiteren Heizzweigen. Dadurch kann beispielsweise ein Matrixkochfeld bereitgestellt werden mit mehreren, zueinander unabhängigen Matrixbereichen. Insbesondere können die zueinander unabhängigen Mat rixbereiche eine unterschiedliche Nennleistung aufweisen, wodurch eine Flexibilität be sonders erhöht wird. Insbesondere kann dadurch ein größerer Bereich an möglichen Heizleistungen erreicht werden.

Weiterhin wird ein Kochfeld, insbesondere ein Matrixkochfeld, mit zumindest einer Garge rätevorrichtung vorgeschlagen. Eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz und/oder eine Bauteileffizienz, kann insbesondere weiter gesteigert werden durch ein Verfahren zum Betrieb einer Gargeräte vorrichtung mit einer Mehrzahl von zumindest zwei Heizzweigen, welche jeweils zumin dest eine Heizeinheit und zumindest eine Zweigschalteinheit umfassen, und mit einer für die Heizzweige gemeinsamen Schalteinheit, bei welchem zur Einstellung einer Heizleis tung zumindest eines der zu betreibenden Heizzweige zumindest ein Schaltparameter eines Schaltparametersatzes der Zweigschalteinheit des zumindest einen zu betreiben den Heizzweigs angepasst wird.

Die Gargerätevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten An zahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich nung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschrei bung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weite ren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 Ein als Kochfeld ausgebildetes Gargerät mit einer Gargerätevorrichtung in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Teils der Gargerätevorrichtung mit drei Heizzweigen,

Fig. 3 Schalt- und Spannungszustände einer gemeinsamen Schalteinheit der Gargerätevorrichtung sowie von zwei Zweigschalteinheiten der Gargerä tevorrichtung anhand eines beispielhaften Schaltparametersatzes,

Fig. 4 ein Diagramm mit einer beispielhaften Leistungskurve einer der Heiz zweige in Abhängigkeit von einem Einschaltzeitpunkt einer Zweigschalt einheit des Heizzweigs, Fig. 5 ein Diagramm mit einer beispielhaften Leistungskurve einer der Heiz zweige in Abhängigkeit von einer Einschaltdauer einer Zweigschaltein heit des Heizzweigs,

Fig. 6 ein Diagramm mit einer beispielhaften Leistungskurve einer der Heiz zweige in Abhängigkeit von einem Einschaltzeitpunkt bei einer konstan ten Einschaltdauer einer Zweigschalteinheit des Heizzweigs,

Fig. 7 Diagramme mit beispielhaften Strom- und Spannungskurven für eine Referenz-Heizleistung und für zwei mittels eines Schaltparametersatzes angepasste Heizleistungen,

Fig. 8 Diagramme mit beispielhaften Strom- und Spannungskurven für die Re ferenz-Heizleistung und für zwei weitere mittels eines Schaltparameter satzes angepassten Heizleistungen,

Fig. 9 Diagramme mit beispielhaften Strom- und Spannungskurven für die Re ferenz-Heizleistung und für eine mittels eines Schaltparametersatzes angepassten Heizleistung,

Fig. 10 ein schematisches Schaltbild eines Teils eines weiteren Ausführungs beispiels einer Gargerätevorrichtung,

Fig. 11 ein als Matrixkochfeld ausgebildetes Gargerät mit einem alternativen Ausführungsbeispiel einer Gargerätevorrichtung in einer schematischen Draufsicht und

Fig. 12 ein schematisches Schaltbild eines Teils der Gargerätevorrichtung aus Fig. 11.

Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt ein als Kochfeld 32a ausgebildetes Gargerät, welches im gezeigten Beispiel als ein Induktionskochfeld ausgebildet ist. Das Kochfeld 32a weist eine als Kochfeldvor richtung ausgebildete Gargerätevorrichtung 10a auf, Teile von welcher in Figur 2 näher dargestellt sind.

Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Mehrzahl von Heizzweigen 12a auf. Im darge stellten Beispiel weist die Gargerätevorrichtung 10a vier Heizzweige 12a auf, und zwar für jede Heizzone 70a der Gargerätevorrichtung 10a eine. Alternativ könnte die Gargeräte- Vorrichtung 10a auch eine davon abweichende Anzahl von Heizzweigen 12a und/oder Heizzonen 70a aufweisen.

Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine für die Heizzweige 12a gemeinsame Schaltein heit 18a auf. Im gezeigten Beispiel weist die gemeinsame Schalteinheit 18a ein Schalt element 38a auf. Das Schaltelement 38a ist als ein Bipolar-Transistor ausgebildet. Ein Kollektor der gemeinsamen Schalteinheit 18a ist mit einem Buspotential 62a verbunden. Das Buspotential 62a ist eine der gleichgerichteten Stromschienen eines Gleichrichters der Gargerätevorrichtung 10a (nicht dargestellt). Ein Emitter der gemeinsamen Schaltein heit 18a ist mit der Mehrzahl von Heizzweigen 12a verbunden.

Jeder der Heizzweige 12a weist eine Heizeinheit 14a sowie eine Zweigschalteinheit 16a auf. Die Heizeinheit 14a ist als eine Induktionsheizeinheit ausgebildet. Ein erster An schluss der Heizeinheit 14a ist mit einer Resonanzeinheit 36a des jeweiligen Heizzweigs 12a verbunden. Die Resonanzeinheit 36a bildet mit der zugehörigen Heizeinheit 14a ei nen Teil eines Schwingkreises aus. Die Resonanzeinheit 36a weist zwei Kondensatoren 52a auf. Jeweils ein Anschluss eines Kondensators 52a ist mit der Heizeinheit 14a ver bunden. Ein weiterer Anschluss des Kondensators 52a ist jeweils mit dem Buspotential 62a oder einem Massepotential 64a verbunden. Bei dem Massepotential 64a handelt es sich um das Potential einer weiteren gleichgerichteten Stromschiene des Gleichrichters der Gargerätevorrichtung 10a (nicht dargestellt).

Ein zweiter Anschluss der Heizeinheit 14a ist mit der Zweigschalteinheit 16a verbunden. Die Zweigschalteinheit 16a umfasst einen Bipolar-Transistor sowie eine parallelgeschalte te Zweigschaltdiode 54a. Ein Emitter des Transistors der Zweigschalteinheit 16a ist mit der parallelgeschalteten Zweigschaltdiode 54a sowie mit der Heizeinheit 14a verbunden. Ein Kollektor des Transistors der Zweigschalteinheit 16a ist mit der parallelgeschalteten Zweigschaltdiode 54a sowie mit dem Massepotential 64a verbunden.

Eine der gemeinsamen Schalteinheit 18a parallelgeschaltete Diode 56a eines jeden Heizzweigs 12a ist an ihrer Anode mit dem zweiten Anschluss der Heizeinheit 14a ver bunden. Mit ihrer Kathode ist die parallelgeschaltete Diode 56a mit dem Buspotential 62a verbunden. Ebenfalls mit dem zweiten Anschluss der Heizeinheit 14a verbunden ist eine Zweigdiode 30a des Heizzweigs 12a. Die Zweigdiode 30a ist, von der gemeinsamen Schalteinheit 18a aus betrachtet, jeweils vor den zugehörigen Zweigschalteinheiten 16a angeordnet. Die Zweigdiode 30a ist mit ihrer Kathode mit dem zweiten Anschluss der Heizeinheit 14a ver bunden. Mit ihrer Anode ist die Zweigdiode 30a mit der gemeinsamen Schalteinheit 18a verbunden. Die Zweigdiode 30a sperrt die Heizzweige 12a zueinander und verhindert einen ungewollten Potentialfluss von einem der Heizzweige 12a zu einem anderen Heiz zweig 12a.

Die Zweigschalteinheiten 16a sowie die gemeinsame Schalteinheit 18a sind gekühlt, was in Figur 2 schematisiert durch die jeweilige Abwärme 58a dargestellt ist. Die Gargeräte vorrichtung 10a weist eine Kühleinheit 40a zur Kühlung der gemeinsamen Schalteinheit 18a und der Zweigschalteinheiten 16a auf, welche die gemeinsame Schalteinheit 18a stärker kühlt als die einzelnen Zweigschalteinheiten 16a (mittels Abwärme 58a schemati siert dargestellt). Die Kühleinheit 40a weist beispielsweise für die gemeinsame Schaltein heit 18a und die Zweigschalteinheiten 16a jeweils einen Kühlkörper auf (nicht dargestellt). Alternativ oder zusätzlich könnte die Kühleinheit 40a einen Lüfter umfassen, welcher bei spielsweise an sämtlichen Kühlkörpern und/oder an sämtlichen Zweigschalteinheiten 16a sowie der gemeinsamen Schalteinheit 18a für Konvektion sorgt.

Ferner weist die Gargerätevorrichtung 10a eine Steuereinheit 20a auf, welche in Figur 2 ebenfalls schematisiert dargestellt ist.

Die Steuereinheit 20a betreibt die Zweigschalteinheiten 16a der zu betreibenden Heiz zweige 12a in einem Betriebszustand jeweils periodisch mit einer gemeinsamen Perio dendauer 28a. In dem Betriebszustand betreibt die Steuereinheit 20a die gemeinsame Schalteinheit 18a ebenso periodisch mit der gemeinsamen Periodendauer 28a.

Figur 3 zeigt beispielhafte Schaltzustände innerhalb der gemeinsamen Periodendauer 28a anhand eines beispielhaften Schaltparametersatzes am Beispiel der gemeinsamen Schalteinheit 18a sowie von zwei Zweigschalteinheiten 16a. Die Kurve VSH zeigt die Zeit spannen, in welchen die gemeinsame Schalteinheit 18a periodisch mit der gemeinsamen Periodendauer 28a das für sämtliche Heizzweige 12a gemeinsame Buspotential 62a durchlässt. Zur Einstellung einer Heizleistung 60a der zu betreibenden Heizzweige 12a in einem Be triebszustand passt die Steuereinheit 20a zwei Schaltparameter 22a eines Schaltparame tersatzes der Zweigschalteinheit 16a eines zu betreibenden Heizzweigs 12a an. Die Heiz leistung 60a eines zu betreibenden Heizzweigs 12a entspricht der Heizleistung 60a der Heizeinheit 14a des zu betreibenden Heizzweigs 12a. Die Steuereinheit 20a betreibt sämtliche Zweigschalteinheiten 16a mit einem eigenen Schaltparametersatz. Im gezeig ten Beispiel beginnt die gemeinsame Periodendauer 28a für die dargestellten Schaltzu stände der beiden Zweigschalteinheiten 16a gleichzeitig.

Der Schaltparametersatz umfasst einen Einschaltzeitpunkt 24a der Zweigschalteinheit 16a des zu betreibenden Heizzweigs 12a. Ferner umfasst der Schaltparametersatz eine Einschaltdauer 26a der Zweigschalteinheit 16a des zu betreibenden Heizzweigs 12a. Die Einstellung der Heizleistung 60a erfolgt durch Veränderung des Einschaltzeitpunkts 24a und der Einschaltdauer 26a.

Die Kurven Vsu und Vsi_2 zeigen die jeweiligen Einschaltdauern 26a der Zweigschaltein heiten 16a von zu betreibenden Heizzweigen 12a, in welchen die Zweigschalteinheit 16a periodisch mit der gemeinsamen Periodendauer 28a das Massepotential 64a durchlässt. Die Einschaltdauer 26a beginnt periodisch mit dem Einschaltzeitpunkt 24a.

Die gemeinsame Periodendauer 28a liegt im Bereich von 0,01 ms bis 0,05 ms. Die Ein schaltdauer 26a der jeweiligen Zweigschalteinheiten 16a von zu betreibenden Heizzwei gen 12a liegt im Bereich von 0,005 ms bis 0,025 ms. Die Einschaltdauer 26a der Zweig schalteinheit 16a kann maximal der gemeinsamen Periodendauer 28a, abzüglich der Durchlass-Zeitspanne der gemeinsamen Schalteinheit 18a entsprechen. Eine kürzere Einschaltdauer 26a der Zweigschalteinheit 16a reduziert die Heizleistung 60a. Der Zu sammenhang zwischen der Einschaltdauer 26a der Zweigschalteinheit 16a, dem Ein schaltzeitpunkt 24a der Zweigschalteinheit 16a und der Heizleistung 60a des Heizzweigs 12a ist in den Figuren 4 bis 6 näher dargestellt.

Ein späterer Einschaltzeitpunkt 24a der Zweigschalteinheit 16a entspricht einem größeren periodenbezogenen Zeitabstand zwischen einer Durchlass-Zeitspanne der gemeinsamen Schalteinheit 18a und einer Durchlass-Zeitspanne der Zweigschalteinheit 16a. Der größere periodenbezogene Zeitabstand zwischen der Durchlass-Zeitspanne der ge meinsamen Schalteinheit 18a und der Durchlass-Zeitspanne der Zweigschalteinheit 16a wirkt sich in einer reduzierten Heizleistung 60a des Heizzweigs 12a aus, sobald der peri odenbezogene Zeitabstand größer ist als eine Schaltzeit der gemeinsamen Schalteinheit 18a und/oder der jeweiligen Zweigschalteinheit 16a.

Figur 4 zeigt beispielhaft den Zusammenhang zwischen der Heizleistung 60a in Watt, welcher auf einer Ordinate der Figur 4 dargestellt ist, in Abhängigkeit zu dem Einschalt zeitpunkt 24a, welcher auf einer Abszisse der Figur 4 dargestellt ist. Je nach gewünschter Heizleistung 60a kann die Steuereinheit 20a den Einschaltzeitpunkt 24a in einem Bereich von einer halben gemeinsamen Periodendauer 28 abzüglich der Einschaltdauer 26a wäh len. In Figur 4 ist der mögliche Bereich des Einschaltzeitpunkts 24a von einer halben ge meinsamen Periodendauer 28a als ein Phasenwinkel von 0° bis 180° auf der Abszisse dargestellt. Die Heizleistung 60a kann durch Verändern des Einschaltzeitpunkts 24a, aus gehend von einer maximalen Heizleistung 60a bei geringen Phasenwinkeln, bis auf einen Wert von 0 W bei Phasenwinkeln nahe 180° reduziert werden.

Figur 5 zeigt beispielhaft den Zusammenhang zwischen der Heizleistung 60a in Watt, welcher auf einer Ordinate der Figur 5 dargestellt ist, in Abhängigkeit zu der Einschalt dauer 26a, welche auf einer Abszisse der Figur 5 dargestellt ist. Je nach gewünschter Heizleistung 60a kann die Steuereinheit 20a die Einschaltdauer 26a in einem Bereich von bis zu einer halben gemeinsamen Periodendauer 28 anpassen, was einer maximal mögli chen periodenbezogenen Durchlass-Zeitspanne der Zweigschalteinheit 16a entspricht. In Figur 5 ist der mögliche Bereich der Einschaltdauer 26a von einer halben gemeinsamen Periodendauer 28a als ein Phasenwinkel von 0° bis 180° auf der Abszisse dargestellt.

Es gilt somit der Zusammenhang, dass die Einschaltdauer 26a gleich oder kleiner der halben gemeinsamen Periodendauer 28a minus dem periodenbezogenen Zeitabstand zwischen einer Durchlass-Zeitspanne der gemeinsamen Schalteinheit 18a und einer Durchlass-Zeitspanne der Zweigschalteinheit 16a ist. Für eine beispielhaft gewählte kon stante Einschaltdauer 26a zeigt Figur 6 die aus dem Einschaltzeitpunkt 24a resultierende Heizleistung 60a eines Heizzweigs 12a. Es kann bei konstanter Einschaltdauer 26a und Veränderung des Einschaltzeitpunkts 24a in einem bestimmten Bereich eine zumindest im Wesentlichen konstante Heizleistung 60 erzielt werden. Hierdurch lässt sich insbeson dere eine hohe Flexibilität erreichen, insbesondere bei einer Mehrzahl von zu betreiben den Heizzweigen 12a. Insbesondere lässt sich hierdurch eine verbesserte Effizienz errei chen, insbesondere hinsichtlich der Steuerbarkeit der Spannungen und der Schaltverlus te.

Figuren 7a und 8a zeigen beispielhaft einen Spannungs- und Stromverlauf für eine redu zierte Heizleistung 68a an einem Heizzweig 12a von beispielhaft 1400 W sowie für eine Referenz-Heizleistung 66a an einem anderen Heizzweig 12a von 1800 W. Zudem sind die dafür innerhalb der gemeinsamen Periodendauer 28a durch die gemeinsame Schaltein heit 18a sowie die jeweilige Zweigschalteinheit 16a geschalteten Potentiale dargestellt.

Figuren 7b und 8b zeigen den beispielhaften Spannungs- und Stromverlauf für die redu zierte Heizleistung 68a an einem Heizzweig 12a von beispielhaft 1000 W sowie für die Referenz-Heizleistung 66a an einem anderen Heizzweig 12a von 1800 W.

Figuren 9a und 9b zeigen zwei verschiedene beispielhafte Spannungs- und Stromverläufe für die reduzierte Heizleistung 68a an zwei Heizzweigen 12a von beispielhaft 1400 W so wie für die Referenz-Heizleistung 66a an einem anderen Heizzweig 12a von 1800 W.

Die in den Figuren 7a und 7b, 8a und 8b sowie 9a und 9b gezeigten Spannungs- und Stromverläufe für die jeweilige Heizleistung 60a basieren jeweils auf der gleichen gemein samen Periodendauer 28a.

In den Figuren 10 bis 12 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unter schiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, ins besondere der Figuren 1 bis 9, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausfüh rungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 9 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbei spiele der Figuren 10 bis 12 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesonde re der Figuren 1 bis 9, verwiesen werden.

Figur 10 zeigt einen Teil einer Gargerätevorrichtung 10b. Eine gemeinsame Schalteinheit 18b weist hier zwei parallel geschaltete Schaltelemente 38b auf. Eine Steuereinheit 20b ist dazu vorgesehen, die Schaltelemente 38b gleichzeitig zu schalten, um damit eine thermische Belastung der Schaltelemente 38b jeweils zu verringern und eine Lebensdau er zu steigern. Alternativ wäre denkbar, dass die Steuereinheit 20b dazu vorgesehen ist, die Schaltelemente 38b im Wechsel zu schalten, wodurch ebenfalls die jeweilige thermi sche Belastung reduziert werden kann.

Die Figuren 11 und 12 zeigen ein als Kochfeld 32c ausgebildetes Gargerät mit einer Gar gerätevorrichtung 10c. Das Kochfeld 32c ist als ein Matrixkochfeld ausgeführt. Die Garge rätevorrichtung 10c weist eine erste Gruppe 72c von Heizeinheiten 14c und eine zweite Gruppe 74c von weiteren Heizeinheiten 44c auf. Im gezeigten Beispiel weist jede der Gruppen 72c und 74c 24 Heizeinheiten 14c und weitere Heizeinheiten 44c auf.

Analog zu den vorherigen Ausführungsbeispielen weist die Gargerätevorrichtung 10c eine Mehrzahl von Heizzweigen 12c auf. Die Heizeinheiten 14c der ersten Gruppe 72c sind Teil der Heizzweige 12c. Die Gargerätevorrichtung 10c weist eine Mehrzahl von weiteren Heizzweigen 42c auf. Die weiteren Heizzweige 42c weisen jeweils eine der weiteren Hei zeinheiten 44c auf, welche Teil der zweiten Gruppe 74c sind.

Ferner umfassen die weiteren Heizzweige 42c jeweils eine weitere Zweigschalteinheit 46c. Die Gargerätevorrichtung 10c umfasst eine für die weiteren Heizzweige 42c gemein same weitere Schalteinheit 48c.

Eine Steuereinheit 20c passt in einem Betriebszustand zur Einstellung einer Heizleistung 60c zumindest einer der zu betreibenden weiteren Heizzweige 42c zumindest einen wei teren Schaltparameter 22c eines weiteren Schaltparametersatzes der weiteren Zweig schalteinheit 46c des zumindest einen zu betreibenden weiteren Heizzweigs 42c an.

Die Anzahl von Gruppen von Heizeinheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c kann insbesondere von der in diesem Beispiel gezeigten Anzahl abweichen, insbesonde- re kann die Gargerätevorrichtung 10c eine beliebige Anzahl von Gruppen 72c, 74c von Heizeinheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c aufweisen. Die Anzahl von Heiz einheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c, welche zusammen eine Gruppe 72c, 74c bilden, kann insbesondere von der in diesem Beispiel gezeigten Anzahl abweichen, insbesondere kann eine Gruppe 72c, 74c eine beliebige Anzahl von Heizeinheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c aufweisen. Ferner können sich die Gruppen 72c, 74c von Heizeinheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c zueinander durch eine verschiedene Anzahl von Heizeinheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c unter scheiden. Zudem kann eine Anordnung von Gruppen 72, 74c und/oder eine Anordnung von Heizeinheiten 14c und/oder weiteren Heizeinheiten 44c abweichen.

Bezugszeichen

10 Gargerätevorrichtung

12 Heizzweig

14 Heizeinheit

16 Zweigschalteinheit

18 Gemeinsame Schalteinheit

20 Steuereinheit

22 Schaltparameter

24 Einschaltzeitpunkt

26 Einschaltdauer

28 Gemeinsame Periodendauer

30 Zweigdiode

32 Kochfeld

36 Resonanzeinheit

38 Schaltelement

40 Kühleinheit

42 Weiterer Heizzweig

44 Weitere Heizeinheit

46 Weitere Zweigschalteinheit

48 Gemeinsame weitere Schalteinheit

52 Kondensator

54 Parallelgeschaltete Zweigschaltdiode

56 Parallelgeschaltete Diode

58 Abwärme

60 Heizleistung

62 Buspotential

64 Massepotential

66 Referenz-Heizleistung Reduzierte Heizleistung Heizzone Erste Gruppe Zweite Gruppe