Die Erfindung betrifft eine Induktionskochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Induktionskochfeldvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Induktionskochfelder mit Sensoren zu einer Detektion von Gargeschirr bekannt. In einigen bekannten Induktionskochfeldern aus dem Stand der Technik kommt zu einer Detektion von Gargeschirr ein zusätzlicher separater Sensorschaltkreis, welcher auch als sogenannter Colpitts-Oszillator bekannt ist, zum Einsatz. Hierbei kann, neben einer Detektion einer reinen Anwesenheit eines Gargeschirrs oberhalb eines Induktors, auch ein Bedeckungsgrad einer oder mehrerer Induktoren durch das Gargeschirr detektiert werden, indem eine Oszillationsfrequenz des Sensorschaltkreises gemessen wird, welche sich in Abhängigkeit eines Materials des Gargeschirrs und/oder des Bedeckungsgrades des Gargeschirrs verändert. Derartige Ausgestaltungen sind aufgrund des separaten Sensorschaltkreises jedoch kostenintensiv, weshalb in anderen bekannten Ausgestaltungen ein ohnehin vorhandener Schaltkreis aus Induktor und Wechselrichterschaltelementen als Sensor zur Detektion von Gargeschirr auf dem Induktionsfeld genutzt wird. Hierbei wird oberhalb eines Induktors platziertes Gargeschirr erkannt, indem außerhalb einer Heizperiode zumindest ein Wechselrichterschaltelement mit einer hohen Frequenz betrieben und der Induktor dabei mit einer Spannung beaufschlagt wird, welche zumindest der Hälfte der Spannung entspricht, die an einem parallel zu dem Wechselrichterschaltelement angeordneten Bus- Kondensator anliegt. Anhand einer Veränderung zumindest eines elektrischen Parameters des Schaltkreises aus Induktor und Wechselrichterschaltelement, beispielsweise einer veränderten Induktivität, wird dann auf eine Anwesenheit eines Gargeschirrs oberhalb des Induktors rückgeschlossen. Nachteilig bei derartigen Ausgestaltungen ist, dass bei der Erkennung hohe Stromspitzen auftreten, da mindestens die Hälfte der Spannung, auf die der Bus-Kondensator aufgeladen ist, an die Last angelegt wird, was zu hörbaren akustischen Geräuschen und damit einhergehend zu einer verringerten elektromagnetischen Verträglichkeit und insbesondere zu einem verminderten Komfort führt. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Komforts bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Die Erfindung geht aus von einer Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einem Induktor, mit zumindest einer Wechselrichtereinheit, welche zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente zur Energieversorgung des Induktors umfasst, mit zumindest einem Bus-Kondensator, welcher elektrisch parallel zu den Wechselrichterschaltelementen angeordnet ist, und mit einer Erkennungseinheit zur Erkennung von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr innerhalb eines Erkennungsintervalls.

Es wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit eine Entladungseinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, den Bus-Kondensator zumindest teilweise zu entladen, um eine einstellbare Erkennungsspannung für das Erkennungsintervall zu erhalten.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Induktionskochfeldvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Komforts bereitgestellt werden. Es kann vorteilhaft eine Induktionskochfeldvorrichtung mit verbesserter elektromagnetischer Verträglichkeit bereitgestellt werden. Es können vorteilhaft Störgeräusche, welche bei gattungsgemäßen Induktionskochfeldvorrichtungen während einer Erkennung von Gargeschirr auftreten können, vorteilhaft reduziert, vorzugsweise minimiert werden, wenn die Erkennungseinheit eine Entladungseinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, den Bus-Kondensator zumindest teilweise zu entladen, um eine einstellbare Erkennungsspannung für das Erkennungsintervall zu erhalten. Ferner kann vorteilhaft eine Entlastung der Wechselrichterschaltelemente ermöglicht werden, wenn der Bus- Kondensator zumindest teilweise entladen wird. Weiterhin kann vorteilhaft eine möglichst geringe Aufheizung von Gargeschirr und/oder induktiv beheizbaren Fremdobjekten, beispielsweise metallischem Besteck und dergleichen, während einer Erkennung sichergestellt werden. Unter einer „Induktionskochfeldvorrichtung“ soll zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Induktionskochfelds, verstanden werden, wobei insbesondere zusätzlich auch Zubehöreinheiten für das Kochfeld umfasst sein können, wie beispielsweise eine Sensoreinheit zur externen Messung einer Temperatur eines Gargeschirrs und/oder eines Garguts. Insbesondere kann die Kochfeldvorrichtung, insbesondere die Induktionskochfeldvorrichtung, auch das gesamte Kochfeld, insbesondere das gesamte Induktionskochfeld, umfassen.

Die Induktionskochfeldvorrichtung umfasst zumindest einen Induktor, welcher in wenigstens einem Betriebszustand Energie in Form eines elektromagnetischen Wechselfeldes an zumindest ein Objekt, insbesondere an ein Gargeschirr, bereitstellt. Die Induktionskochfeldvorrichtung kann zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, vorzugsweise zumindest vier und besonders bevorzugt zumindest fünf Induktoren aufweisen. Die Induktoren können verteilt, beispielsweise in einer oder mehreren Reihe(n) und/oder in Form einer Matrix, angeordnet und dazu vorgesehen sein, je nach Konfiguration eine oder mehrere flexibel und/oder frei definierbare Heizzonen auszubilden.

Die Induktionskochfeldvorrichtung umfasst zumindest eine Wechselrichtereinheit mit zumindest zwei Wechselrichterschaltelementen zur Energieversorgung des zumindest einen Induktors, wobei jeweils zwei Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit insbesondere einen Resonanzinverter und vorzugsweise einen dualen Halbbrückeninverter ausbilden. Vorzugsweise sind die Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit als Halbleiterschaltelemente, insbesondere als Transistoren, beispielsweise als Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekttransistor (MOSFET) oder Organischer Feldeffekttransistor (OFET), vorteilhaft als Bipolartransistor mit vorzugsweise isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgebildet. Vorzugsweise weist die Wechselrichtereinheit zur Energieversorgung jedes Induktors der Induktionskochfeldvorrichtung jeweils zwei Wechselrichterschaltelemente auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass mehrere Induktoren zeitgleich durch jeweils zwei der Wechselrichterschaltelemente mit Energie versorgt werden können.

Die Erkennungseinheit ist dazu vorgesehen, oberhalb des Induktors platziertes Gargeschirr innerhalb des Erkennungsintervalls zu erfassen und hierzu insbesondere zumindest einen elektrischen Parameter, beispielsweise eine Induktivität und/oder Impedanz und/oder Resonanzfrequenz, eines Schaltkreises, welcher zumindest den Induktor umfasst, zu erfassen und mit zumindest einem gespeicherten Referenzwert zu vergleichen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem elektrischen Parameter, welchen die Erkennungseinheit innerhalb des Erkennungsintervalls erfasst, um eine Kenngröße, insbesondere eine Veränderung einer Amplitude und/oder Frequenz, eines während des Erkennungsintervalls durch den Induktor fließenden, insbesondere oszillierenden, Wechselstroms. Die Erkennungseinheit kann zumindest teilweise einstückig mit einer Steuereinheit der Induktionskochfeldvorrichtung und/oder des die Induktionskochfeldvorrichtung aufweisenden Induktionskochfelds sein. Unter einer „Steuereinheit“ soll dabei eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Induktionskochfelds zumindest teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, zumindest die Wechselrichtereinheit 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 einem Erkennungsintervall soll ein Zeitraum verstanden werden, in welchem die Erkennungseinheit eine Erkennung von oberhalb des Induktors befindlichem Gargeschirr durchführt. Eine Dauer des Erkennungsintervalls entspricht vorzugsweise maximal einer halber Periodendauer einer Netzwechselspannung eines Stromversorgungsnetzes, welche bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beispielsweise 10 ms andauert. Darunter, dass zwei Einheiten „teilweise einstückig“ ausgebildet sind, soll verstanden werden, dass die Einheiten zumindest ein, insbesondere zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei gemeinsame Elemente aufweisen, die Bestandteil, insbesondere funktionell wichtiger Bestandteil, beider Einheiten sind.

Die Entladungseinheit ist dazu vorgesehen, den zumindest einen Bus-Kondensator zumindest teilweise oder vollständig zu entladen. Die Entladungseinheit umfasst zumindest ein Schaltelement, vorzugsweise ein Halbleiterschaltelement, beispielsweise einen Transistor, welches durch die Erkennungseinheit mittels eines Steuersignals, beispielsweise einem Anlegen einer Gate-Spannung, steuerbar ist und welches in einem geschlossenen und/oder leitenden Zustand dazu vorgesehen ist, zumindest einen Entladepfad zur teilweisen oder vollständigen Entladung des Bus-Kondensators freizuschalten. Die Entladungseinheit kann zumindest einen, vorzugsweise hochohmigen, Entladungswiderstand aufweisen, welcher in dem Entladepfad, vorzugsweise elektrisch parallel zu dem Bus-Kondensator, angeordnet und dazu vorgesehen ist, den Bus- Kondensator dissipativ zumindest teilweise oder vollständig zu entladen. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Schaltelement dazu vorgesehen ist, einen Entladepfad zu einer zumindest teilweisen oder vollständigen Entladung des Bus-Kondensators in ein Stromversorgungsnetz freizuschalten. Die Induktionskochfeldvorrichtung kann mehrere Bus-Kondensatoren aufweisen. Insbesondere kann die Induktionskochfeldvorrichtung für jeweils zwei Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit, welche zur Energieversorgung von jeweils zumindest einem Induktor vorgesehen sind, jeweils einen Bus-Kondensator aufweisen, welcher elektrisch parallel zu diesen zwei Wechselrichterschaltelementen angeordnet ist. Im Falle einer Induktionskochfeldvorrichtung mit mehr als einem Bus-Kondensator ist die Entladungseinheit vorzugsweise dazu vorgesehen, alle Bus-Kondensatoren, bevorzugt zeitversetzt zueinander, zumindest teilweise zu entladen. Vorzugsweise weist die Entladungseinheit im Falle einer Induktionskochfeldvorrichtung mit mehr als einem Bus- Kondensator, für jeden Bus-Kondensator jeweils zumindest ein Schaltelement auf, wobei jedes der Schaltelemente durch die Erkennungseinheit, bevorzugt zeitversetzt, steuerbar ist. Die einstellbare Erkennungsspannung für das Erkennungsintervall, welche durch die zumindest teilweise Entladung des Bus-Kondensators durch die Entladungseinheit erhalten wird, ist vorzugsweise stufenlos einstellbar. Die einstellbare Erkennungsspannung entspricht einer elektrischen Spannung, auf welche der Bus- Kondensator vor einer Einleitung des Erkennungsintervalls durch die Erkennungseinheit aufgeladen ist. Die Erkennungseinheit könnte dazu vorgesehen sein, die zu Beginn des Erkennungsintervalls an dem Bus-Kondensator anliegende Erkennungsspannung an den Induktor anzulegen. Vorzugsweise weist die Induktionskochfeldvorrichtung zumindest zwei Resonanzkondensatoren auf, wobei jeweils einer der Resonanzkondensatoren elektrisch parallel zu jeweils einem der Wechselrichterschaltelemente angeordnet ist, sodass die zumindest zwei Resonanzkondensatoren zueinander elektrisch in Reihe und elektrisch parallel zu dem Bus-Kondensator angeordnet sind. Im Falle einer Induktionskochfeldvorrichtung mit mehr als einem Bus-Kondensator weist die Induktionskochfeldvorrichtung vorzugsweise jeweils zwei Resonanzkondensatoren für jeden Bus-Kondensator auf, wobei jeweils zwei der Resonanzkondensatoren zueinander elektrisch in Reihe und elektrisch parallel zu zumindest einem der Bus-Kondensatoren angeordnet sind. Vorzugsweise weisen die Resonanzkondensatoren dieselbe Kapazität auf, sodass eine in einem Betriebszustand der Induktionskochfeldvorrichtung an jedem der Resonanzkondensatoren anliegende elektrische Spannung der Hälfte der zeitgleich an dem dazu elektrisch parallel angeordneten Bus-Kondensator anliegenden Erkennungsspannung entspricht. Die Erkennungseinheit ist dann vorzugsweise dazu vorgesehen, in dem Erkennungsintervall eine elektrische Spannung an den Induktor anzulegen, welche einer an einem der Resonanzkondensatoren anliegenden elektrischen Spannung und insbesondere der Hälfte der an dem Bus-Kondensator anliegenden Erkennungsspannung entspricht.

In dem vorliegenden Dokument dienen Zahlwörter, wie beispielsweise „erste/r/s“ und „zweite/r/s“, welche bestimmten Begriffen vorangestellt sind, lediglich zu einer Unterscheidung von Objekten und/oder einer Zuordnung zwischen Objekten untereinander und implizieren keine vorhandene Gesamtanzahl und/oder Rangfolge der Objekte. Insbesondere impliziert ein „zweites Objekt“ nicht zwangsläufig ein Vorhandensein eines „ersten Objekts“.

Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Entladungseinheit dazu vorgesehen ist, den Bus- Kondensator vor Beginn des Erkennungsintervalls bis auf eine vorbestimmte Erkennungsspannung zu entladen. Hierdurch kann eine geräuscharme Erkennung mit besonders einfachen technischen Mitteln ermöglicht werden. Die vorbestimmte Erkennungsspannung ist niedriger als die maximale Spannung, auf die der Bus- Kondensator aufgeladen sein kann, wobei die maximale Spannung insbesondere einem Scheitelwert einer gleichgerichteten Netzwechselspannung eines Stromversorgungsnetzes, mit welchem die Induktionskochfeldvorrichtung in einem Betriebszustand versorgt wird, entspricht. Die vorbestimmte Erkennungsspannung entspricht insbesondere höchstens 80 %, vorteilhaft höchstens 70 %, besonders vorteilhaft höchstens 60 %, vorzugsweise höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 40 % und besonders bevorzugt höchstens 30 % der maximalen Spannung, auf die der Bus- Kondensator aufgeladen sein kann. Vorzugsweise ist die Entladungseinheit dazu vorgesehen, den Bus-Kondensator vor Beginn des Erkennungsintervalls durch geeignete Wahl eines Entladeintervalls, in welchem der Bus-Kondensator teilweise entladen wird, bis auf die vorbestimmte Erkennungsspannung zu entladen. Vorzugsweise ist die Erkennungseinheit dazu vorgesehen, eine Dauer des Entladeintervalls durch Ansteuerung des zumindest einen Schaltelements der Entladungseinheit vor Beginn des Erkennungsintervalls festzulegen, wobei das Entladeintervall einen Zeitraum zwischen einem Schließen des Schaltelements der Entladungseinheit durch die Erkennungseinheit und einem Öffnen des Schaltelements der Entladungseinheit durch die Erkennungseinheit entspricht. Eine Dauer des Entladeintervalls könnte in einer Speichereinheit der Erkennungseinheit und/oder der Steuereinheit der Induktionskochfeldvorrichtung und/oder des die Induktionskochfeldvorrichtung aufweisenden Induktionskochfelds fest, insbesondere als Werkseinstellung, gespeichert sein. Denkbar ist auch, dass die Dauer des Entladeintervalls durch die Erkennungseinheit variabel, insbesondere in Abhängigkeit zumindest eines aktuellen Betriebsparameters, beispielsweise einer aktuellen elektrischen Spannung, auf die der Bus-Kondensator aufgeladen ist, und/oder einer Netzwechselspannung, mit der die Induktionskochfeldvorrichtung betrieben wird, einstellbar ist, um eine teilweise Entladung des Bus-Kondensators auf die vorbestimmte Erkennungsspannung vor Beginn des Erkennungsintervalls zu ermöglichen.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Entladungseinheit dazu vorgesehen ist, den Bus-Kondensator vor Beginn des Erkennungsintervalls vollständig zu entladen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Entladung des Bus-Kondensators mit besonders einfachen technischen Mitteln ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die Erkennungseinheit dazu vorgesehen, eine Dauer eines Entladeintervalls vor Beginn des Erkennungsintervalls durch Ansteuerung des zumindest einen Schaltelements der Entladungseinheit so festzulegen, dass der Bus-Kondensator in dem Entladeintervall durch die Entladungseinheit vollständig entladen wird. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit dazu vorgesehen ist, das Erkennungsintervall nach einer vollständigen Entladung und teilweisen Wiederaufladung des Bus-Kondensators auf eine vorbestimmte Erkennungsspannung einzuleiten. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders genaue Einstellung der vorbestimmten Erkennungsspannung ermöglicht werden. Vorzugsweise ist die Erkennungseinheit dazu vorgesehen, einen Startzeitpunkt des Erkennungsintervalls nach der vollständigen Entladung so zu wählen, dass der Bus- Kondensator zu dem Startzeitpunkt auf die vorbestimmte Erkennungsspannung wieder aufgeladen ist.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit das Erkennungsintervall durch eine Ansteuerung zumindest eines der Wechselrichterschaltelemente zumindest einleitet. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Erkennung von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr mit besonders einfachen technischen Mitteln und daher besonders kostengünstig ermöglicht werden. Vorzugsweise leitet die Erkennungseinheit das Erkennungsintervall durch Ansteuerung genau eines der Wechselrichterschaltelemente ein. Vorzugsweise betreibt die Erkennungseinheit in dem Erkennungsintervall zumindest eines, bevorzugt genau eines, der Wechselrichterschaltelemente mit einer gegenüber einer Heizfrequenz verschiedenen Erkennungsfrequenz. Beispielsweise kann die Steuereinheit der Induktionskochfeldvorrichtung und/oder des die Induktionskochfeldvorrichtung aufweisenden Induktionskochfelds dazu vorgesehen sein, die zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit zu einer Energieversorgung des zumindest einen Induktors in einem Heizbetrieb mit einer Heizfrequenz von zumindest 15 kHZ und höchstens 70 kHZ zu betreiben und die Erkennungseinheit kann dazu vorgesehen sein zumindest eines der Wechselrichterschaltelemente, bevorzugt genau eines der Wechselrichterschaltelemente, in dem Erkennungsintervall mit einer Erkennungsfrequenz von zumindest 75 kHz zu betreiben. Hierdurch kann vorteilhaft eine unerwünschte Erwärmung des Gargeschirrs und/oder anderer während des Erkennungsintervalls oberhalb des Induktors befindlicher induktiv beheizbarer Objekte reduziert, vorzugsweise minimiert, werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Entladungseinheit dazu vorgesehen ist, den Bus-Kondensator periodisch wiederkehrend zumindest teilweise zu entladen. Hierdurch kann vorteilhaft eine regelmäßige Erkennung und/oder Überprüfung einer Anwesenheit von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr ermöglicht werden. Die Entladungseinheit ist dazu vorgesehen, den Bus-Kondensator insbesondere innerhalb einer Periodendauer von höchstens 2.000 ms, vorteilhaft innerhalb einer Periodendauer von höchstens 1.5000 ms, besonders vorteilhaft innerhalb einer Periodendauer von höchstens 1.250 ms, vorzugsweise innerhalb einer Periodendauer von höchstens 1.000 ms, bevorzugt innerhalb einer Periodendauer von höchstens 750 ms und besonders bevorzugt innerhalb einer Periodendauer von höchstens 500 ms periodisch wiederkehrend zumindest teilweise zu entladen. Die Entladungseinheit ist dazu vorgesehen, den Bus-Kondensator insbesondere innerhalb einer Periodendauer von zumindest 50 ms, vorteilhaft innerhalb einer Periodendauer von zumindest 100 ms, besonders vorteilhaft innerhalb einer Periodendauer von zumindest 150 ms, vorzugsweise innerhalb einer Periodendauer von zumindest 200 ms, bevorzugt innerhalb einer Periodendauer von zumindest 225 ms und besonders bevorzugt innerhalb einer Periodendauer von zumindest 250 ms periodisch wiederkehrend zumindest teilweise zu entladen.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit dazu vorgesehen ist, das Erkennungsintervall periodisch wiederkehrend mit einer Wiederholungsrate von zumindest 0,50 Hz und höchstens 5,50 Hz einzuleiten. Hierdurch kann vorteilhaft eine Anwesenheit von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr regelmäßig überprüft werden. Es kann insbesondere ein Verschieben und/oder Wegnehmen von Gargeschirr rechtzeitig erkannt werden, wodurch vorteilhaft eine Sicherheit und ein Bedienkomfort erhöht werden können. Die Erkennungseinheit ist dazu vorgesehen, das Erkennungsintervall periodisch wiederkehrend mit einer Wiederholungsrate von insbesondere zumindest 0,75 Hz, vorteilhaft von zumindest 1,00 Hz, besonders vorteilhaft von zumindest 1,25 Hz, vorzugsweise von zumindest 1,50 Hz, bevorzugt von zumindest 1,75 Hz und besonders bevorzugt von zumindest 2,00 Hz einzuleiten. Die Erkennungseinheit ist dazu vorgesehen, das Erkennungsintervall periodisch wiederkehrend mit einer Wiederholungsrate von insbesondere höchstens 5,25 Hz, vorteilhaft von höchstens 5,00 Hz, besonders vorteilhaft von höchstens 4,75 Hz, vorzugsweise von höchstens 4,50 Hz, bevorzugt von höchstens 4,25 Hz und besonders bevorzugt von höchstens 4,00 Hz einzuleiten.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit eine Recheneinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, oberhalb des Induktors platziertes Gargeschirr anhand eines während des Erkennungsintervalls durch den Induktor fließenden Wechselstroms zu erkennen. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige Erkennung von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr ermöglicht werden. Die Recheneinheit der Erkennungseinheit könnte teilweise einstückig mit der Steuereinheit der Induktionskochfeldvorrichtung und/oder des die Induktionskochfeldvorrichtung aufweisenden Induktionskochfelds ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Recheneinheit der Erkennungseinheit als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit eine Analog-Digital-Konverter- Einheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, den während des Erkennungsintervalls durch den Induktor fließenden Wechselstrom in ein digitales Messsignal zu konvertieren und an die Recheneinheit zu übermitteln. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine besonders genaue und zuverlässige Erkennung ermöglicht werden. Die Analog-Digital-Konverter-Einheit weist zumindest einen Eingang auf, welcher während des Erkennungsintervalls mit einem den Induktor umfassenden Schaltkreis verbunden und zur Erfassung des während des Erkennungsintervalls durch den Induktor fließenden Wechselstroms als analoges Messsignal vorgesehen ist. Die Analog-Digital-Konverter- Einheit weist zumindest einen Ausgang auf, welcher während des Erkennungsintervalls mit der Recheneinheit verbunden und zur Übermittlung des digitalen Messsignals an die Recheneinheit vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Analog-Digital-Konverter-Einheit als ein Sigma-Delta-Wandler ausgebildet. Alternativ sind auch andere Arten von Analog- Digital-Wandlern als Analog-Digital-Konverter-Einheit einsetzbar.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Analog-Digital-Konverter-Einheit eine Abtastrate von zumindest 1 ,0 MS/s (Megasamples pro Sekunde) aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Erkennung von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr mit hinreichender Genauigkeit ermöglicht werden. Insbesondere weist die Analog-Digital- Konverter-Einheit eine Abtastrate von zumindest 1 ,1 MS/s, vorteilhaft von zumindest 1,3 MS/s, besonders vorteilhaft von zumindest 1 ,5 MS/s, vorzugsweise von zumindest 2,0 MS/s und bevorzugt von zumindest 2,5 MS/s auf.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Analog-Digital-Konverter-Einheit eine Auflösung von zumindest 8 Bit aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Erkennung von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr weiter verbessert werden. Die Analog-Digital-Konverter-Einheit weist vorzugsweise eine Auflösung von zumindest 10 Bit, bevorzugt von zumindest 12 Bit auf. Obwohl ein Einsatz einer Analog- Digital-Konverter-Einheit mit einer Auflösung von zumindest 8 Bit für die Anwendung innerhalb der erfindungsgemäßen Induktionskochfeldvorrichtung ausreichend ist, ist selbstverständlich auch ein Einsatz von hochleistungsfähigen Analog-Digital-Wandlern mit höheren Auflösungen von 24 Bit oder mehr als Analog-Digital-Konverter-Einheit denkbar.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Erkennungseinheit eine T reibereinheit zur Impedanzanpassung für die Analog-Digital-Konverter-Einheit aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Genauigkeit bei der Erkennung von oberhalb des Induktors platziertem Gargeschirr noch weiter verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft ein Schutz der Analog-Digital-Konverter-Einheit vor Spannungsspitzen erreicht werden. Vorzugsweise umfasst die Treibereinheit einen Spannungsfolger und einen Operationsverstärker.

Die Erfindung betrifft ferner ein Induktionskochfeld mit zumindest einer Induktionskochfeldvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Ein derartiges Induktionskochfeld zeichnet sich insbesondere durch die vorteilhaften Eigenschaften aus, welche durch die vorhergehend beschriebenen Merkmale der Induktionskochfeldvorrichtung erreicht werden können. Das Induktionskochfeld kann mehrere der vorhergehend beschriebenen Induktionskochfeldvorrichtungen aufweisen.

Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Induktionskochfeldvorrichtung, insbesondere nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen, mit einer Wechselrichtereinheit, welche zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente zur Energieversorgung des Induktors umfasst, mit zumindest einem Bus-Kondensator, welcher elektrisch parallel zu den Wechselrichterschaltelementen angeordnet ist, wobei oberhalb des Induktors platziertes Gargeschirr basierend auf einer vollständigen oder teilweisen Aktivierung zumindest eines der Wechselrichterschaltelemente innerhalb eines Erkennungsintervalls erkannt wird.

Es wird vorgeschlagen, dass der Bus-Kondensator vor dem Erkennungsintervall zumindest teilweise entladen wird. Durch ein derartiges Verfahren kann vorteilhaft ein besonders komfortabler Betrieb der Induktionskochfeldvorrichtung ermöglicht werden. Es kann insbesondere eine elektromagnetische Verträglichkeit verbessert und eine Geräuschemission bei der Erkennung von Gargeschirr verringert, insbesondere minimiert, werden. Die Induktionskochfeldvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Induktionskochfeldvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.

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 Induktionskochfeld mit einer Induktionskochfeldvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2 ein schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionskochfeldvorrichtung mit zumindest einem Induktor, zumindest einer Wechselrichtereinheit, zumindest einem Bus-Kondensator, einer Erkennungseinheit und einer Entladungseinheit zur zumindest teilweisen Entladung des Bus-Kondensators,

Fig. 3 ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Erkennungseinheit in einer ersten Konfiguration,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Erkennungseinheit in einer zweiten Konfiguration,

Fig. 5 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines zeitlichen Ablaufs mehrerer Erkennungsvorgänge durch die Erkennungseinheit in der zweiten Konfiguration und

Fig. 6 ein schematisches Verfahrensfließbild zur Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb der Induktionskochfeldvorrichtung.

Figur 1 zeigt ein Induktionskochfeld 40 in einer schematischen Draufsicht. Das Induktionskochfeld 40 umfasst zumindest eine Induktionskochfeldvorrichtung 10. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 weist zumindest einen Induktor 12 auf. Vorliegend weist die Induktionskochfeldvorrichtung 10 einen ersten Induktor 12, einen zweiten Induktor 42 und drei weitere Induktoren 44, 46, 48 auf.

Das Induktionskochfeld 40 umfasst eine Kochfeldplatte 50 zum Aufstellen von Gargeschirr (nicht dargestellt). In einem montierten Zustand des Induktionskochfelds 40 sind die Induktoren 12, 42, 44, 46, 48 der Induktionskochfeldvorrichtung 10 unterhalb der Kochfeldplatte 50 des Induktionskochfelds 40 montiert.

Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 weist zumindest eine Wechselrichtereinheit 14 auf, welche zumindest zwei erste Wechselrichterschaltelemente 16, 18 zur Energieversorgung des ersten Induktors 12 umfasst (vgl. Figur 2). Vorliegend umfasst die Wechselrichtereinheit 14 zwei zweite Wechselrichterschaltelemente 76, 78 (vgl. Figur 2) zur Energieversorgung des zweiten Induktors 42, sowie jeweils zwei weitere Wechselrichterschaltelemente (nicht dargestellt) zur Energieversorgung der weiteren Induktoren 44, 46, 48. Die ersten Wechselrichterschaltelemente 16, 18, die zweiten Wechselrichterschaltelemente 76, 78 und die weiteren Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit 14 sind gemeinsam auf einer Leiterplatine (nicht dargestellt) angeordnet.

Vorliegend umfasst das Induktionskochfeld 10 eine zusätzliche Induktionskochfeldvorrichtung 80 mit einem ersten zusätzlichen Induktor 82, einem zweiten zusätzlichen Induktor 84 und drei weiteren zusätzlichen Induktoren 86, 88, 90. In dem montierten Zustand des Induktionskochfelds 40 sind die zusätzlichen Induktoren 82, 84, 86, 88 der zusätzlichen Induktionskochfeldvorrichtung 80 unterhalb der Kochfeldplatte 50 des Induktionskochfelds 40 montiert. Die zusätzliche Induktionskochfeldvorrichtung 80 weist zur Energieversorgung der zusätzlichen Induktoren 82, 84, 86, 88, 90 eine zusätzliche Wechselrichtereinheit (nicht dargestellt) mit zusätzlichen Wechselrichterschaltelementen (nicht dargestellt) auf, welche gemeinsam auf einer zusätzlichen Leiterplatine (nicht dargestellt) angeordnet sind. Die zusätzliche Induktionskochfeldvorrichtung 80 ist im Wesentlichen identisch zu der Induktionskochfeldvorrichtung 10 ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher auf die Funktionsweise der Induktionskochfeldvorrichtung 10, kann jedoch analog auf die zusätzliche Induktionskochfeldvorrichtung 80 übertragen werden. Das Induktionskochfeld 40 weist eine Steuereinheit 38 auf. Die Steuereinheit 38 ist zur Ansteuerung der Wechselrichtereinheit 14 (vgl. Figur 2) zum Betrieb der Induktoren 12, 42, 44, 46, 48 der Induktionskochfeldvorrichtung 10 und zur Ansteuerung der zusätzlichen Wechselrichtereinheit (nicht dargestellt) zum Betrieb der zusätzlichen Induktoren 82, 84, 86, 88, 90 vorgesehen.

Figur 2 zeigt ein vereinfachtes und schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionskochfeldvorrichtung 10.

Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst einen Netzanschluss 52 zur Verbindung mit einem Stromversorgungsnetz (nicht dargestellt) und zur Energieversorgung der Induktionskochfeldvorrichtung 10. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 weist ferner eine Filtereinheit 54 auf. Die Filtereinheit 54 ist dem Netzanschluss 52 nachgeschaltet und zur Reduzierung von Störeinflüssen vorgesehen.

Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst außerdem eine Gleichrichtereinheit 56. Die Gleichrichtereinheit 56 ist dazu vorgesehen, eine durch das Stromversorgungsnetz bereitgestellte und an dem Netzanschluss 52 anliegende Netzwechselspannung gleichzurichten. In einem Betriebszustand der Induktionskochfeldvorrichtung 10 wandelt die Gleichrichtereinheit 56 die Netzwechselspannung in eine gleichgerichtete Netzwechselspannung 62 (vgl. Figuren 3 und 4).

In der Figur 2 ist die Wechselrichtereinheit 14 mit den ersten Wechselrichterschaltelementen 16, 18 zur Energieversorgung des ersten Induktors 12 gezeigt. Vorliegend sind die ersten Wechselrichterschaltelemente 16, 18 in einer dualen Halbbrückenschaltung angeordnet. In einem Heizbetrieb der Induktionskochfeldvorrichtung 10 sind die ersten Wechselrichterschaltelemente 16, 18 zu einem Betrieb mit einer Heizfrequenz vorgesehen, um den ersten Induktor 12 mit einem hochfrequenten Wechselstrom zu versorgen. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst vorliegend zwei erste Resonanzkondensatoren 116, 118, wobei ein erster Resonanzkondensator 116 elektrisch parallel zu dem ersten Wechselrichterschaltelement 16 und ein weiterer erster Resonanzkondensator 118 elektrisch parallel zu dem weiteren ersten Wechselrichterschaltelement 18 angeordnet ist. In dem Heizbetrieb bildet der erste Resonanzkondensator 116 einen Schwingkreis mit dem ersten Induktor 12 und dem ersten Wechselrichterschaltelement 16 und der weitere erste Resonanzkondensator 118 einen Schwingkreis mit dem ersten Induktor 12 und dem weiteren ersten Wechselrichterschaltelement 18 aus.

Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst ferner zumindest einen Bus-Kondensator 20. Vorliegend umfasst die Induktionskochfeldvorrichtung 10 einen ersten Bus- Kondensator 20, welcher elektrisch parallel zu den ersten Wechselrichterschaltelementen 16, 18 angeordnet ist.

Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 weist zudem eine Erkennungseinheit 22 auf. Die Erkennungseinheit 22 ist zur Erkennung von oberhalb des ersten Induktors 12 platziertem Gargeschirr (nicht dargestellt) innerhalb eines Erkennungsintervalls 24 (vgl. Figur 3) vorgesehen. Die Erkennungseinheit 22 ist außerdem zur Erkennung von oberhalb des zweiten Induktors 42 und/oder oberhalb der weiteren Induktoren 44, 46, 48 platziertem Gargeschirr (nicht dargestellt) innerhalb eines zweiten Erkennungsintervalls 98 (vgl. Figur 5) beziehungsweise innerhalb von weiteren Erkennungsintervallen 100 (vgl. Figur 5) vorgesehen.

Die Erkennungseinheit 22 umfasst eine Entladungseinheit 26. Die Entladungseinheit 26 ist dazu vorgesehen, den ersten Bus-Kondensator 20 zumindest teilweise zu entladen, um eine einstellbare Erkennungsspannung 28 (vgl. Figur 3) für das Erkennungsintervall 24 (vgl. Figur 3) zu erhalten. Die Entladungseinheit 26 umfasst vorliegend einen Entladungswiderstand 58 und ein Schaltelement 60, welche jeweils elektrisch parallel zu dem ersten Bus-Kondensator 20 angeordnet sind. Das Schaltelement 60 ist vorliegend als ein Halbleiterschaltelement, beispielsweise als ein Transistor oder dergleichen, ausgebildet und durch die Erkennungseinheit 22 mittels eines Entladungssignals 72 (vgl. Figur 3) steuerbar, wobei es sich bei dem Entladungssignal 72 beispielsweise um eine Gate-Spannung handeln kann, welche durch die Erkennungseinheit 22 an einem Gate des als Halbleiterschaltelement ausgebildeten Schaltelements 60 angelegt werden kann.

Die Erkennungseinheit 22 umfasst eine Recheneinheit 30, welche dazu vorgesehen ist, oberhalb des ersten Induktors 12 platziertes Gargeschirr anhand eines während des Erkennungsintervalls 24 durch den Induktor 12 fließenden Wechselstroms 32 (vgl. Figur 3) zu erkennen. Vorliegend ist die Recheneinheit 30 als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet. Die Erkennungseinheit 22 weist zumindest eine Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 auf. Die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 der Erkennungseinheit 22 ist dazu vorgesehen, den während des Erkennungsintervalls 24 durch den ersten Induktor 12 fließenden Wechselstrom 32 in ein digitales Messsignal (nicht dargestellt) zu konvertieren und an die Recheneinheit 30 zu übermitteln. Die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 weist eine Abtastrate von zumindest 2.0 MS/s auf. Vorliegend weist die erste Analog- Digital-Konverter-Einheit 34 eine Abtastrate von zumindest 2.5 MS/s auf.

Die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 weist eine Auflösung von zumindest 8 Bit auf. Vorliegend weist die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 eine Auflösung von zumindest 12 Bit auf.

Die Erkennungseinheit 22 weist zumindest eine erste Treibereinheit 36 zur Impedanzanpassung für die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 auf. Die Treibereinheit 36 setzt sich vorliegend aus einem Spannungsfolger (nicht dargestellt) und einem Operationsverstärker (nicht dargestellt) zusammen.

In der Figur 2 ist neben dem Induktor 12 noch der zweite Induktor 42 zusammen mit den zweiten Wechselrichterschaltelementen 76, 78 der Wechselrichtereinheit 14, welche zur Energieversorgung des zweiten Induktors 42 vorgesehen sind, dargestellt. In dem Heizbetrieb der Induktionskochfeldvorrichtung 10 sind die zweiten Wechselrichterschaltelemente 76, 78 zu einem Betrieb mit einer Heizfrequenz vorgesehen, um den zweiten Induktor 42 mit einem hochfrequenten Wechselstrom zu versorgen. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst vorliegend zwei zweite Resonanzkondensatoren 120, 122, wobei ein zweiter Resonanzkondensator 120 elektrisch parallel zu dem zweiten Wechselrichterschaltelement 76 und ein weiterer zweiter Resonanzkondensator 122 elektrisch parallel zu dem weiteren zweiten Wechselrichterschaltelement 78 angeordnet ist. In dem Heizbetrieb bildet der zweite Resonanzkondensator 120 einen Schwingkreis mit dem zweiten Induktor 42 und dem zweiten Wechselrichterschaltelement 76 und der weitere zweite Resonanzkondensator 122 einen Schwingkreis mit dem zweiten Induktor 42 und dem weiteren zweiten Wechselrichterschaltelement 78 aus. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst einen zweiten Bus-Kondensator 92, welcher parallel zu den zweiten Wechselrichterschaltelementen 76, 78 angeordnet und mit der Gleichrichtereinheit 56 verbunden ist. Die Entladungseinheit 26 umfasst zur Entladung des zweiten Bus-Kondensators 92 einen zweiten Entladungswiderstand (nicht dargestellt) und ein zweites Schaltelement (nicht dargestellt), welche jeweils elektrisch parallel zu dem zweiten Bus-Kondensator 92 angeordnet sind, wobei das zweite Schaltelement durch die Erkennungseinheit 22 mittels eines zweiten Entladungssignals (nicht dargestellt) steuerbar ist.

Die Recheneinheit 30 ist dazu vorgesehen, oberhalb des zweiten Induktors 42 platziertes Gargeschirr (nicht dargestellt) anhand eines während eines zweiten Erkennungsintervalls 98 (vgl. Figur 5) durch den zweiten Induktor 42 fließenden Wechselstroms (nicht dargestellt) zu erkennen.

Die Erkennungseinheit 22 weist hierzu eine zweite Analog-Digital-Konverter-Einheit 94 auf. Die zweite Analog-Digital-Konverter-Einheit 94 ist im Wesentlichen identisch zu der ersten Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 ausgebildet und dazu vorgesehen, den während des zweiten Erkennungsintervalls 98 durch den zweiten Induktor 42 fließenden Wechselstrom in ein digitales Messsignal zu konvertieren und an die Recheneinheit 30 zu übermitteln. Zur Impedanzanpassung für die zweite Analog-Digital-Konverter-Einheit 94 weist die Erkennungseinheit 22 entsprechend eine zweite Treibereinheit 96 auf, welche im Wesentlichen identisch zu der ersten Treibereinheit 36 ausgebildet ist.

Der Übersichtlichkeit halber umfasst das vereinfachte und schematische elektrische Schaltbild der Figur 2 nur den ersten Induktor 12 mit den dazugehörigen ersten Wechselrichterschaltelementen 16, 18 und dem dazugehörigen ersten Bus-Kondensator 20 und den zweiten Induktor 42 mit den dazugehörigen zweiten Wechselrichterschaltelementen 76, 78 und dem zweiten Bus-Kondensator 92 sowie die Erkennungseinheit 22 mit den zugehörigen Untereinheiten und Elementen zu einer Erkennung von oberhalb des ersten Induktors 12 und/oder oberhalb des zweiten Induktors 42 platziertem Gargeschirr. Die Induktionskochfeldvorrichtung 10 umfasst zu einer Energieversorgung von jedem der weiteren Induktoren 44, 46, 48 (vgl. Figur 1) jeweils zumindest zwei weitere Wechselrichterschaltelemente (nicht dargestellt), welche Teil der Wechselrichtereinheit 14 sind, sowie jeweils dazu elektrisch parallelgeschaltete weitere Bus-Kondensatoren (nicht dargestellt). Die Entladungseinheit 26 umfasst zur Entladung dieser weiteren Bus-Kondensatoren weitere Entladungswiderstände (nicht dargestellt) sowie weitere Schaltelemente (nicht dargestellt), welche jeweils parallel zu einem der weiteren Bus-Kondensatoren angeordnet sind. Die Erkennungseinheit 26 umfasst zudem für jeden der weiteren Induktoren 44, 46, 48 jeweils eine weitere Analog- Digital-Konverter-Einheit (nicht dargestellt), welche jeweils im Wesentlichen identisch zu der ersten Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 ausgebildet und zur Wandlung der während weiterer Erkennungsintervalle 100 durch die weiteren Induktoren 44, 46, 48 fließender Wechselströme (nicht dargestellt) in digitale Messsignale (nicht dargestellt) und zur Übermittlung dieser an die Recheneinheit 30 vorgesehen sind. Zur Impedanzanpassung für die weiteren Analog-Digital-Konverter-Einheiten weist die Erkennungseinheit 22 entsprechende weitere Treibereinheiten (nicht dargestellt) auf, welche im Wesentlichen identisch zu der ersten Treibereinheit 36 ausgebildet sind.

Figur 3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Erkennungseinheit 22 in einer ersten Konfiguration. In dem Diagramm ist der zeitliche Verlauf der gleichgerichteten Netzwechselspannung 62 dargestellt, welchen die Gleichrichtereinheit 56 (vgl. Figur 2) in dem Betriebszustand der Induktionskochfeldvorrichtung 10 bereitstellt. Wie dem Diagramm der Figur 3 zu entnehmen, handelt es sich bei der gleichgerichteten Netzwechselspannung 62 vorliegend um eine pulsierende Gleichspannung, welche innerhalb einer halben Periodendauer 66 von einem Wert von Null bis auf einen Scheitelwert 68 ansteigt und anschließend wieder auf den Wert von Null absinkt. Eine Periodendauer entspricht dabei dem Kehrwert einer Netzfrequenz des Stromversorgungsnetzes. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz entspricht die Periodendauer einem Zeitraum von 20 ms und die halbe Periodendauer 66 entsprechend einem Zeitraum von 10 ms.

In dem Diagramm der Figur 3 ist ein zeitlicher Verlauf einer Kondensatorspannung 64 dargestellt, welche in dem Betriebszustand der Induktionskochfeldvorrichtung 10 an dem ersten Bus-Kondensator 20 anliegt. Bei Inbetriebnahme der Induktionskochfeldvorrichtung 10 wird der erste Bus-Kondensator 20 innerhalb einer ersten halben Periodendauer 66 vollständig aufgeladen, und zwar bis auf den Scheitelwert 68 der gleichgerichteten Netzwechselspannung 62. Anschließend bleibt die Kondensatorspannung 64 des Bus- Kondensators 20 solange konstant bei dem Scheitelwert 68 der gleichgerichteten Netzwechselspannung 62, bis die Entladungseinheit 26 aktiviert wird. In der in der Figur 3 gezeigten ersten Konfiguration der Erkennungseinheit 22 ist die Entladungseinheit 26 dazu vorgesehen, den ersten Bus-Kondensator 20 vor Beginn des Erkennungsintervalls 24 bis auf eine vorbestimmte Erkennungsspannung 28 zu entladen.

Zur Entladung des ersten Bus-Kondensators 20 aktiviert die Erkennungseinheit 22 die Entladungseinheit 26 durch Ansteuerung des Schaltelements 60 mittels eines Entladungssignals 72. Durch das Entladungssignal 72 wird das Schaltelement 60 der Entladungseinheit 26 geschlossen beziehungsweise entlang einer Kollektor-Emitter- Strecke leitend und der erste Bus-Kondensator 20 wird über den Entladungswiderstand 58 entladen. Vorliegend aktiviert die Erkennungseinheit 22 die Entladungseinheit 26 innerhalb eines Entladungsintervalls 70. Am Ende des Entladungsintervalls 70 wird das Schaltelement 60 der Entladungseinheit 26 wieder geschlossen beziehungsweise dessen Kollektor-Emitter-Strecke nichtleitend. Die Erkennungseinheit 22 ist in der ersten Konfiguration dabei so konfiguriert, dass das Entladungsintervall 70 so lange andauert, bis der erste Bus-Kondensator 20 auf die vorbestimmte Erkennungsspannung 28 entladen wird. Die Erkennungsspannung 28 kann beispielsweise auf 100 V vorbestimmt sein, wobei alternativ auch andere vorbestimmte Erkennungsspannungen 28 denkbar sind.

In der Figur 3 ist das Erkennungsintervall 24 dargestellt. Die Erkennungseinheit 22 leitet das Erkennungsintervall 24 durch eine Ansteuerung zumindest eines der Wechselrichterschaltelemente 16, 18 zumindest ein. Vorliegend leitet die Erkennungseinheit 22 das Erkennungsintervall 24 durch Aktivierung des ersten Wechselrichterschaltelements 16 ein. Während des Erkennungsintervalls 24 wird der erste Induktor 12 daher mit einer Spannung beaufschlagt, auf welche der erste Resonanzkondensator 116 zu Beginn des Erkennungsintervalls 24 aufgeladen ist. Vorliegend weisen der erste Resonanzkondensator 116 und der weitere erste Resonanzkondensator 118 dieselbe Kapazität auf, sodass die Spannung, auf welche der erste Resonanzkondensator 116 zu Beginn des Erkennungsintervalls 24 aufgeladen ist, der Hälfte der vorbestimmten Erkennungsspannung 28, vorliegend beispielsweise 50 V, entspricht, auf welchen die Entladungseinheit 26 den ersten Bus-Kondensator 20 vor Beginn des Erkennungsintervalls 24 entladen hat.

Das Erkennungsintervall 24 folgt zeitlich nach dem Entladungsintervall 70 und ist zu dem Entladungsintervall 70 zeitlich weniger als eine halbe Periodendauer 66 beabstandet. In dem Erkennungsintervall 24 steuert die Erkennungseinheit 22 das erste Wechselrichterschaltelement 16 mittels eines Steuersignals 74 an. Durch das Steuersignal 74 wird das erste Wechselrichterschaltelement 16 geschlossen beziehungsweise dessen Kollektor-Emitter-Strecke leitend und der erste Induktor 12 wird mit der Hälfte der an dem ersten Bus-Kondensator 20 anliegenden vorbestimmten Erkennungsspannung 28 beaufschlagt. Hierdurch fließt der Wechselstrom 32 durch den Induktor 12, welcher durch die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 abgegriffen, in das digitale Messsignal konvertiert und an die Recheneinheit 30 der Erkennungseinheit 22 übermittelt wird. Die Recheneinheit 30 erkennt anhand zumindest einer Kenngröße des Wechselstroms 32, beispielsweise anhand einer Veränderung einer Amplitude und/oder Frequenz des Wechselstroms 32, oberhalb des ersten Induktors 12 platziertes Gargeschirr.

Figur 4 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Erkennungseinheit 22 in einer alternativen zweiten Konfiguration. In dem Diagramm ist erneut der zeitliche Verlauf der gleichgerichteten Netzwechselspannung 62 dargestellt, welchen die Gleichrichtereinheit 56 (vgl. Figur 2) in dem Betriebszustand der Induktionskochfeldvorrichtung 10 bereitstellt. Im Unterschied zu der in der Figur 3 gezeigten ersten Konfiguration ist die Entladungseinheit 26 in der zweiten Konfiguration dazu vorgesehen, den ersten Bus-Kondensator 20 vor Beginn eines Erkennungsintervalls 24‘ vollständig zu entladen.

Zur vollständigen Entladung des ersten Bus-Kondensators 20 aktiviert die Erkennungseinheit 22 die Entladungseinheit 26 durch Ansteuerung des Schaltelements 60 mittels eines Entladungssignals 72‘ innerhalb einer Entladungsperiode 70‘. Die Erkennungseinheit 22 ist in der zweiten Konfiguration dabei so konfiguriert, dass das Entladungsintervall 70‘ so lange andauert, bis der erste Bus-Kondensator 20 vollständig entladen ist. Dementsprechend dauert das Entladungsintervall 70‘ zur vollständigen Entladung des ersten Bus-Kondensators 20 in der zweiten Konfiguration der Erkennungseinheit 20 länger an als das in der Figur 3 gezeigte Entladungsintervall 70 zur teilweisen Entladung des ersten Bus-Kondensators 20 in der ersten Konfiguration.

In der zweiten Konfiguration ist die Erkennungseinheit 22 außerdem dazu vorgesehen, das Erkennungsintervall 24‘ nach einer vollständigen Entladung und teilweisen Wiederaufladung des ersten Bus-Kondensators 20 auf eine vorbestimmte Erkennungsspannung 28‘ einzuleiten. Die Erkennungseinheit 22 leitet das Erkennungsintervall 24‘ durch eine Ansteuerung zumindest eines der Wechselrichterschaltelemente 16, 18 zumindest ein. Vorliegend leitet die Erkennungseinheit 22 das Erkennungsintervall 24‘ durch Aktivierung des ersten Wechselrichterschaltelements 16 ein. Das Erkennungsintervall 24‘ folgt zeitlich nach dem Entladungsintervall 70‘ und ist zu dem Entladungsintervall 70‘ zeitlich weniger als eine halbe Periodendauer 66 beabstandet. In dem Erkennungsintervall 24‘ steuert die Erkennungseinheit 22 das erste Wechselrichterschaltelement 16 mittels eines Steuersignals 74‘ an. Durch das Steuersignal 74‘ wird das erste Wechselrichterschaltelement 16 geschlossen beziehungsweise dessen Kollektor-Emitter- Strecke leitend und der erste Induktor 12 wird mit der Hälfte der an dem ersten Bus- Kondensator 20 anliegenden vorbestimmten Erkennungsspannung 28‘ beaufschlagt. Die Erkennungseinheit 22 leitet das Erkennungsintervall 24‘ innerhalb einer der vollständigen Entladung des Bus- Kondensators 20 folgenden Halbwelle der gleichgerichteten Netzwechselspannung 62 zu einem Zeitpunkt ein, an dem der erste Bus-Kondensator 20 wieder auf die vorbestimmte Erkennungsspannung 28‘ aufgeladen ist. In dem Erkennungsintervall 24‘ fließt ein Wechselstrom 32‘ durch den ersten Induktor 12, welcher durch die erste Analog-Digital-Konverter-Einheit 34 abgegriffen, in ein digitales Messsignal konvertiert und an die Recheneinheit 30 der Erkennungseinheit 22 übermittelt wird. Die Recheneinheit 30 erkennt anhand zumindest einer Kenngröße des Wechselstroms 32‘, beispielsweise einer Veränderung einer Frequenz und/oder Amplitude des Wechselstroms 32‘, oberhalb des Induktors 12 platziertes Gargeschirr.

Figur 5 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines zeitlichen Ablaufs von Erkennungsvorgängen durch die Erkennungseinheit 22 in der zweiten Konfiguration. In dem Diagramm ist ein Erkennungszyklus 106 der Erkennungseinheit 22 gezeigt. Innerhalb des Erkennungszyklus 106 prüft die Erkennungseinheit nacheinander, ob Gargeschirr oberhalb einer der Induktoren 12, 42, 44, 46, 48 platziert ist. Der Erkennungszyklus setzt sich aus mehreren Erkennungsteilzyklen 108, 110 zusammen, wobei eine Anzahl der Erkennungsteilzyklen 108, 110 einer Anzahl von Induktoren 12, 42, 44, 46, 48 der Induktionskochfeldvorrichtung 10 entspricht. Ein erster Erkennungsteilzyklus 108 setzt nach einer vollständigen Entladung des ersten Bus- Kondensators 20 nach dem Entladungsintervall 70‘ ein. Das Erkennungsintervall 24‘ liegt innerhalb des ersten Erkennungsteilzyklus 108. Der erste Erkennungsteilzyklus 108 kann beispielsweise 50 ms bis 100 ms andauern. Zum Ende des ersten Erkennungsteilzyklus 108 wird der zweite Buskondensator 92 innerhalb eines zweiten Entladungsintervalls 102 vollständig entladen. Im Anschluss an das zweite Entladungsintervall 102 setzt ein zweiter Erkennungsteilzyklus 110 ein, innerhalb dessen das zweite Entladungsintervall 98 liegt, in dem die Recheneinheit 30 erkennt, ob Gargeschirr oberhalb des zweiten Induktors 42 platziert ist oder nicht. Am Ende des zweiten Erkennungsteilzyklus 110 erfolgt eine vollständige Entladung eines dem weiteren Induktor 44 zugeordneten Bus-Kondensators (nicht dargestellt) innerhalb eines weiteren Entladungsintervalls 104. In einem auf das weitere Entladungsintervall folgenden weiteren Erkennungsteilzyklus (nicht dargestellt) erfolgt ein weiteres Erkennungsintervall 100, in dem die Recheneinheit 30 erkennt, ob Gargeschirr oberhalb des weiteren Induktors 44 platziert ist oder nicht. Entsprechende weitere Erkennungsteilzyklen (nicht dargestellt) folgen für die weiteren Induktoren 46, 48. Zum Ende des Erkennungszyklus 106 wird wiederum der erste Bus-Kondensator 20 in dem Entladungsintervall 70 entladen.

Die Entladungseinheit 26 ist dazu vorgesehen, den Bus-Kondensator 20 periodisch wiederkehrend zumindest teilweise zu entladen. In der zweiten Konfiguration der Erkennungseinheit 22 ist die Entladungseinheit 26 dazu vorgesehen, den Bus- Kondensator 20 periodisch wiederkehrend vollständig zu entladen. Eine Periodendauer einer wiederkehrenden periodischen Entladung des ersten Bus-Kondensators 20 entspricht einer Dauer des Erkennungszyklus 106. Der Erkennungszyklus 106 kann vorliegend beispielsweise 250 ms bis 500 ms andauern. Analog zu dem Erkennungszyklus 106 in der zweiten Konfiguration kann die Erkennungseinheit 22 einen entsprechenden Erkennungszyklus (nicht dargestellt) für die erste Konfiguration aufweisen.

Die Erkennungseinheit 22 ist in der ersten Konfiguration dazu vorgesehen, das Erkennungsintervall 24 (vgl. Figur 3) periodisch wiederkehrend mit einer Wiederholungsrate von zumindest 0,5 Hz und höchstens 5 Hz einzuleiten. Die Erkennungseinheit 22 ist in der zweiten Konfiguration entsprechend ebenfalls dazu vorgesehen, das Erkennungsintervall 24‘ periodisch wiederkehrend mit einer Wiederholungsrate von zumindest 0,5 Hz und höchstens 5 Hz einzuleiten.

Figur 6 zeigt ein schematisches Verfahrensfließbild eines Verfahrens zum Betrieb der Induktionskochfeldvorrichtung 10. In dem Verfahren wird der erste Bus-Kondensator 20 vor dem Erkennungsintervall 24 zumindest teilweise entladen. Das Verfahren umfasst zumindest zwei Verfahrensschritte 112, 114. In einem ersten Verfahrensschritt 112 des Verfahrens wird der erste Bus-Kondensator 20 vor dem Erkennungsintervall 24 teilweise entladen und zwar mittels der Entladungseinheit 26 auf die vorbestimmte Erkennungsspannung 28 (vgl. Figur 3). Alternativ kann der erste Bus-Kondensator 20 in dem ersten Verfahrensschritt 112 des Verfahrens vor dem Erkennungsintervall 24‘ auch vollständig entladen und anschließend teilweise wieder auf die vorbestimmte Erkennungsspannung 28‘ aufgeladen werden (vgl. Figur 4). In einem zweiten Verfahrensschritt 114 des Verfahrens wird das Erkennungsintervall 24 (vgl. Figur 3) oder alternativ das Erkennungsintervall 24‘ (vgl. Figur 4) eingeleitet, um oberhalb des ersten Induktors 12 (vgl. Figuren 1 und 2) platziertes Gargeschirr zu erkennen.

Bezugszeichen

10 Induktionskochfeldvorrichtung

12 Induktor

14 Wechselrichtereinheit

16 erstes Wechselrichterschaltelement

18 weiteres erstes Wechselrichterschaltelement

20 erster Bus-Kondensator

22 Erkennungseinheit

24 Erkennungsintervall

26 Entladungseinheit

28 Erkennungsspannung

30 Recheneinheit

32 Wechselstrom

34 erste Analog-Digital-Konverter-Einheit

36 erste Treibereinheit

38 Steuereinheit

40 Induktionskochfeld

42 zweiter Induktor

44 weiterer Induktor

46 weiterer Induktor

48 weiterer Induktor

50 Kochfeldplatte

52 Netzanschluss

54 Filtereinheit

56 Gleichrichtereinheit

58 Entladungswiderstand

60 Schaltelement

62 gleichgerichtete Netzwechselspannung

64 Kondensatorspannung halbe Periodendauer

Scheitelwert

Entladungsintervall

Entladungssignal

Steuersignal zweites Wechselrichterschaltelement weiteres zweites Wechselrichterschaltelement zusätzliche Induktionskochfeldvorrichtung zusätzlicher Induktor zweiter zusätzlicher Induktor weiterer zusätzlicher Induktor weiterer zusätzlicher Induktor weiterer zusätzlicher Induktor zweiter Bus-Kondensator zweite Analog-Digital-Konverter-Einheit zweite Treibereinheit zweites Erkennungsintervall weiteres Erkennungsintervall zweites Entladungsintervall weiteres Entladungsintervall

Erkennungszyklus erster Erkennungsteilzyklus zweiter Erkennungsteilzyklus erster Verfahrensschritt zweiter Verfahrensschritt erster Resonanzkondensator weiterer erster Resonanzkondensator zweiter Resonanzkondensator weiterer zweiter Resonanzkondensator