[发明专利]用于电负载的低瞬变功率控制方法和电加热装置

说明书

本发明涉及一种用于电负载的低瞬变功率控制方法，尤其是和温度有关的负载，每个这种负载被电气地划分为基本上相等的多个子负载，每个负载的子负载可以和交流电源相连，以便接收功率。

这种方法从EP 303314B1中公知了。在这公知的方法中，每个负载的子负载可以选择地在至少三种主电源级中串联、单独连接或者并联。这是借助于3个三端双向可控硅开关控制器件实现，这些器件被连接成桥式结构，可以借助于控制单元对其控制。

在这种方法中，必须谨慎地考虑，使得在电气负载的功率控制期间，电源的反应不超过最大的允许值。对于电源反应的最大允许值在IEC-1000-3-3:Electro Magnetic Compatibility(EMC),Part3,Limits-Section3:Limitation of voltagefluctuations and flicker in low-voltsge supply systems for equipment with ratedcurrents＜16A中规定了。

按照这个标准，为了限制启动电流，规定了在一个电源半波期间最大可允许的电源电压的相对电压波动。在另一方面，还规定了当负载被周期地接通和断开时所产生最大可允许的电源反应。由于周期地接通和断开负载而产生的电源反应被称为闪烁。对于小的功率值，在温度相关负载的情况下(例如卤灯)，由于负载的冷却，在断开和接通之间功率升高增加时，要满足这个标准是困难的。

在EP 303 314 B1所述的方法中，为了得到最小的功率值，两个子负载基本上串联地设置。这些开关元件被用来控制功率。如果开关元件由半导体器件例如三端双向可控硅实现，由于两个器件没有共同的操作值，因而必须通过光耦合器或触发变压器以交错的方式被驱动。此外，由于开关元件本身的误操作，具有发生短路的危险。如果使用机械继电器作为在串并联之间转换的开关元件，则具有在中功率的范围内产生开关噪声的缺点。此外，还需要附加的元件(继电器或三端双向可控硅)。

本发明的目的在于提供具有最小开关瞬变的电气负载的另一种功率控制方法。该方法也能够获得满足IEC-1000-3-3标准的小的功率值，尤其是在负载额定功率的25％以下。本发明的另一个目的在于，提供一种电加热装置，其在操作时具有最小的开关瞬变，并能够满足IEC标准。

按照本发明，所述方法的目的是这样实现的，对于低功率值范围内的功率控制，交替地提供

-电源断开状态，其中至少三个交流半波没有子负载相连以便接收功率，以及

-加热状态，其中借助于三个交流半波的至少第一和第二基本周期的时间的结合，使每个子负载被连接以便接收功率，在第一基本周期的一个半波期间第一子负载被连接而接收功率，在第二基本周期的一个半波期间第二子负载被连接而接收功率，在第一和第二基本周期的其它两个半波期间电源被切断。

这种方法不需要进行串并联转换。在电源断开状态下，在至少三个交流半波内禁止向两个子负载输入功率。尤其是，较低的功率范围是在额定功率的25％以下的范围内的功率。

借助于占空比，其定义为加热状态的时间长度和加热与电源断开状态的时间长度的比，可以基本上连续地控制输入的功率。在加热状态下，第一和第二子负载被转换而交替地但不同时地接收功率。为此目的，提供了暂时串联的第一和第二基本周期，第一和第二基本周期每个包括三个交流半波，在第一基本周期的三个半波的一个半波期间，第一子负载被接通而接收功率，在其它的两个半波期间，输入功率被切断。在第二基本周期的三个半波的一个半波期间，第二子负载被接通而接收功率，在其它的两个半波期间，输入功率被切断。

最好是，在各个加热状态内的第一和第二基本周期的三个半波的同一个半波被触发，即，或者每次第一和第二基本周期的三个半波的第一个半波，或者每次第一和第二基本周期的三个半波的第二个半波。因此，第一和第二子负载总是在每次的三个交流半波的时间间隔内接通。这对于得到小的电源反应是有利的。此外，作为另一种方案，在下面确定的例子中，总是三个半波的第一个半波被接通。

利用这种方法，可以实现满足标准IEC-3-3的甚至最小的功率值的控制(例如1700W的额定功率的12％以下)。

本发明的一种有利的改型的特征在于，每个加热状态包括第一基本周期状态，其中第一基本周期被串联地重复，以及第二基本周期状态，其中第二基本周期被串联地重复。