GENERADOR DE ALIMENTACION DE UN CIRCUITO OSCILANTE, PARA UNA PLACA DE COCCION POR INDUCCION.

Generador de alimentación de un circuito oscilante que comprende una inductancia (L) y un condensador de resonancia (C3,

C4), apto para funcionar con una frecuencia fija y que comprende al menos una pareja de transistores (I1, I2) montados en semipuente y controlados siguiendo una relación cíclica variable (d) para modificar la potencia, alimentando el punto de unión de dichos transistores la inductancia de resonancia, caracterizado porque comprende un primer diodo (D5) entre un primer transistor (I2) de dicha pareja y la alimentación de dicho generador y un segundo diodo (D4) entre el punto de unión de la inductancia (L) y del condensador de resonancia (C3, C4) y el punto de unión de dicho primer transistor (I2) y de dicho primer diodo (D5) estando conectado dicho segundo diodo de forma que durante una fase de funcionamiento la corriente en la inductancia circule en el cortocircuito formado por dicho segundo diodo y dicho primer transistor

Generador de alimentación de un circuito oscilante, para una placa de cocción por inducción.

La presente invención se refiere a un generador de alimentación de un circuito oscilante.

También se refiere a un conjunto de dichos generadores y a una placa de cocción por inducción que comprende varios generadores según la invención.

La presente invención se dirige en general a los sistemas de calefacción por inducción y en especial a las placas de cocción que comprenden varios focos alimentados con respectivos generadores.

Dichas placas de inducción necesitan la generación de una corriente de alta frecuencia, del orden de de 20 a 50 kHz, en el recipiente o material que se desea calentar.

Clásicamente, esta corriente se crea con un campo magnético procedente de un inductor acoplado a un generador de potencia.

Generalmente, este generador de potencia es un generador de resonancia como se muestra en la figura 1.

El generador de potencia se alimenta a partir de una red eléctrica, con una tensión de alimentación rectificada y filtrada E.

De este modo, en cada foco F, que comprende una inductancia y una carga resistiva R formada fundamentalmente por el recipiente que se desea calentar, van asociados condensadores de resonancia C₃, C₄ para formar un circuito resonante a la pulsación ? de tipo L(C₃+C₄)?² = 1.

El funcionamiento de resonancia es tanto más importante cuanto más importante sea el par frecuencia de recorte/ / potencia del generador.

Esto ocurre particularmente en la inducción cuya frecuencia de recorte es de al menos 20 kHz y las potencias emitidas por el generador son del orden de 3 kW.

La utilización de estos generadores de resonancia permite transmitir una potencia máxima a una carga inductiva al colocarse en la frecuencia de resonancia del sistema de alimentación.

Se puede además hacer trabajar a los semiconductores de estos generadores de potencia sin pérdidas por conmutación, para evitar recalentamientos importantes en los semiconductores.

De esta manera clásica, se obtiene un modo de conmutación suave en el cero de tensión de los transistores I₁, I₂ proporcionando a esos transistores I₁, I₂ de manera habitual con diodos D₁, D₂ y condensadores C₁, C₂.

Para conservar estos modos de conmutación suave, las regulaciones de potencia en los generadores se efectúa por lo general regulando la frecuencia de trabajo en torno a la frecuencia de resonancia.

Esta modulación de potencia por variación de la frecuencia de trabajo del generador presenta sin embargo muchos inconvenientes.

En particular, el intervalo de frecuencia en el que debe variar el generador es relativamente alta si se quiere que la potencia modulada varíe también en un intervalo fuerte (en una relación de 1 a 10 por ejemplo).

Además, cuando varios generadores de resonancia trabajan en paralelo, es imposible sincronizarlos si se quiere conservar una posibilidad de modulación de potencia independiente.

Esta situación genera ruidos de intermodulación entre los distintos generadores que trabajan cerca con frecuencias diferentes.

Un ejemplo de este tipo de generador resonante de conmutación suave se muestra en el documento FR 2 792 157.

Éste describe una solución en la que se pueden controlar varios inductores con la misma tensión, con una misma frecuencia, pero con una relación cíclica regulable de acuerdo con lo conocido por el estado de la técnica en el sistema anterior de modulación de anchura de impulsión MLI.

Sin embargo, en el documento FR 2 792 157, este tipo de funcionamiento necesita utilizar estructuras particulares que empleen la noción de generador maestro y generadores esclavos cuyos funcionamientos estarían vinculados al funcionamiento del generador maestro.

Este tipo de estructura es poco apta para un conjunto de placas de cocción por inducción en el que cada uno de los focos debe funcionar de manera independiente sin que se pueda definir un maestro y uno o varios esclavos.

La presente invención tiene el objetivo de resolver los citados inconvenientes y proponer un generador de alimentación de un circuito oscilante que permita una modulación de potencia a partir de una frecuencia fija, en una relación de potencia importante.

Con este fin, la presente invención se refiere en primer lugar a un generador de alimentación de un circuito oscilante que comprende una inductancia y un condensador de resonancia, apto para funcionar con frecuencia fija y que comprende al menos una pareja de transistores dirigidos siguiendo una relación cíclica variable para modificar la potencia.

Según la invención, este generador comprende un primer diodo entre un primer transistor de dicha pareja y la alimentación del generador, y un segundo diodo entre el punto de unión de la inductancia y del condensador de resonancia y el punto de unión del primer transistor y del primer diodo.

Gracias a este montaje particular, la fase de funcionamiento del generador en el que conduce el segundo diodo es relativamente corta.

Esta fase de funcionamiento, que corresponde a un funcionamiento lineal del generador, es por tanto muy pequeña en comparación con el funcionamiento en resonancia de ese generador, de forma que se puede maximizar la potencia restituida por éste.

Según una característica preferida de la invención, los transistores están asociados a diodos y condensadores aptos para generar un funcionamiento en conmutación suave en el cero de tensión de dicho generador.

De este modo se obtiene un generador de alimentación que funciona con frecuencia fija y con resonancia para obtener el máximo de potencia en una carga inductiva, y que funciona en conmutación suave de tipo ZVS (acrónimo del término inglés Zero Voltage Switch), modo en el que la conmutación se efectúa con una tensión nula y con la corriente nominal.

Este tipo de conmutación permite evitar recalentamientos excesivos en los semiconductores que constituyen el generador de potencia.

La presente invención también se refiere a un conjunto de generadores de alimentación conformes con la invención, estando dichos generadores sincronizados en frecuencia y adaptados para ser dirigidos según una relación cíclica diferente.

Por último, la presente invención también se refiere a una placa de cocción por inducción que comprende varios inductores aptos para formar uno o varios focos de dicha placa.

Según la invención, cada inductor está asociado a un generador de alimentación conforme con la invención, estando dichos generadores sincronizados en frecuencia y adaptados para ser dirigidos según una relación cíclica variable independientes entre sí.

En la descripción que sigue se verán otras particularidades y ventajas de la invención.

En los dibujos anexos, dados a modo de ejemplos no limitativos:

- la figura 1 es un circuito eléctrico de un generador de alimentación según el estado de la técnica, arriba descrito;

- la figura 2 es un circuito eléctrico de un generador de alimentación según un primer modo de realización de la invención;

- las figuras 3, 4 y 5 son curvas que muestran, en relaciones cíclicas diferentes, los valores de las tensiones y de las corrientes en distintos puntos del circuito eléctrico de la figura 2;

- la figura 6 es un circuito eléctrico que muestra un segundo modo de realización de un generador de alimentación según la invención;

- la figura 7 es un circuito eléctrico que muestra un tercer modo de realización de un generador de alimentación según la invención; y

- la figura 8 es un esquema de bloques que muestra un conjunto de generadores de alimentación según la invención.

En primer lugar, y en referencia a la figura 2, se va a describir un circuito eléctrico de un generador de alimentación según un primer modo de realización de la invención.

Este generador comprende dos transistores I₁, I₂ montados en semipuente y alimentados con una tensión E correspondiente a la tensión de la red eléctrica rectificada y filtrada.

De manera clásica, estos transistores I₁,...

1. Generador de alimentación de un circuito oscilante que comprende una inductancia (L) y un condensador de resonancia (C₃, C₄), apto para funcionar con una frecuencia fija y que comprende al menos una pareja de transistores (I₁, I₂) montados en semipuente y controlados siguiendo una relación cíclica variable (d) para modificar la potencia, alimentando el punto de unión de dichos transistores la inductancia de resonancia, caracterizado porque comprende un primer diodo (D₅) entre un primer transistor (I₂) de dicha pareja y la alimentación de dicho generador y un segundo diodo (D₄) entre el punto de unión de la inductancia (L) y del condensador de resonancia (C₃, C₄) y el punto de unión de dicho primer transistor (I₂) y de dicho primer diodo (D₅) estando conectado dicho segundo diodo de forma que durante una fase de funcionamiento la corriente en la inductancia circule en el cortocircuito formado por dicho segundo diodo y dicho primer transistor.

2. Generador según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos transistores (I₁, I₂) están asociados a unos diodos (D₁, D₂) y a unos condensadores (C₁, C₂) aptos para generar un funcionamiento en conmutación suave de dicho generador.

3. Generador según la reivindicación 2, caracterizado porque es apto para trabajar en conmutación en el paso por cero de la tensión.

4. Generador según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque comprende un tercer diodo (D₆) entre un segundo transistor (I₁) de dicha pareja y la alimentación del generador y un cuarto diodo (D₃) entre el punto de unión de la inductancia (L) y del condensador de resonancia (C₃, C₄) y el punto de unión de dicho segundo transistor (I₁) y el tercer diodo (D₆).

5. Conjunto de generadores de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque dichos generadores están sincronizados en frecuencia y controlados siguiendo una relación cíclica diferente (d₁, d₂ ... d_n).

6. Placa de cocción por inducción que comprende varios inductores aptos para formar uno o varios focos de cocción, caracterizada porque dichos inductores están asociados respectivamente a generadores de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4, estando dichos generadores sincronizados en frecuencia y adaptados para ser controlados siguiendo una relación cíclica variable de manera independiente entre sí.