家用器具和用于將電能供送至電力負(fù)載的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種家用器具（1），所述家用器具（1）具有第一和第二電連接器（4、5），能夠?qū)⒐╇娤到y(tǒng)電壓（UN）施加在所述電連接器之間，所述家用器具（1）具有電力負(fù)載（3）和供電系統(tǒng)切換裝置（6），電力負(fù)載（3）能夠借助于所述供電系統(tǒng)切換裝置（6）聯(lián)接至連接器（4、5），其中，所述供電系統(tǒng)切換裝置（6）包括：連接在第一連接器（4）與電力負(fù)載（3）之間的第一半導(dǎo)體閘流管（7），它的正極聯(lián)接至第一連接器（4），它的負(fù)極聯(lián)接至電力負(fù)載（3）；連接在第二連接器（5）與電力負(fù)載（3）之間的第二半導(dǎo)體閘流管（8），它的正極聯(lián)接至電力負(fù)載（3），它的負(fù)極聯(lián)接至第二連接器（5）；和用于起動(dòng)半導(dǎo)體閘流管（7、8）的起動(dòng)裝置（10）。所述起動(dòng)裝置（10）具有對(duì)兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管（7、8）共用的電切換器（10），借助于所述電切換器（10）能夠?qū)㈦娖饎?dòng)電流施加于第一半導(dǎo)體閘流管（7）的柵極連接部（9）和第二半導(dǎo)體閘流管（8）的柵極連接部（11）。
【專利說(shuō)明】家用器具和用于將電能供送至電力負(fù)載的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有第一和第二電連接器的家用器具，可將供電系統(tǒng)電壓(交流電壓)施加到所述電連接器之間。該家用器具還包括電力負(fù)載和供電系統(tǒng)切換裝置，所述電力負(fù)載可借助于所述供電系統(tǒng)切換裝置聯(lián)接至所述連接器。本發(fā)明還涉及一種用于將電能供送至家用器具的電力負(fù)載的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)切換裝置的實(shí)施例，電力負(fù)載借助于所述供電系統(tǒng)切換裝置聯(lián)接至家用器具的電連接器。這種供電系統(tǒng)切換裝置必須被構(gòu)造成能在額定電流高的電流下、例如在16A的電流下操作。迄今所使用的機(jī)械供電系統(tǒng)切換器并非完全沒(méi)有問(wèn)題。機(jī)械供電系統(tǒng)切換器、例如繼電器的缺點(diǎn)通常涉及耗損、設(shè)計(jì)尺寸以及設(shè)計(jì)問(wèn)題，比如由于接觸元件的“抖動(dòng)(chatter)”而引起的電磁兼容性(EMC)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種可在前言所述的通常類型的家用器具的情況下容易地避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的方法。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)具有根據(jù)相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的特征的家用器具和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有益的實(shí)施例形成從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書和附圖的主題。
[0005]本發(fā)明的家用器具包括第一和第二電連接器，可將供電系統(tǒng)電壓施加到所述電連接器之間。所述家用器具還包括電力負(fù)載和供電系統(tǒng)切換裝置，所述電力負(fù)載可借助于所述供電系統(tǒng)切換裝置聯(lián)接至所述連接器。根據(jù)本發(fā)明，供電系統(tǒng)切換裝置包括如下構(gòu)件:連接在第一連接器與電力負(fù)載之間的第一半導(dǎo)體閘流管，它的正極聯(lián)接至第一連接器，且它的負(fù)極聯(lián)接至電力負(fù)載；連接在第二連接器與電力負(fù)載之間的第二半導(dǎo)體閘流管，它的正極聯(lián)接至電力負(fù)載，它的負(fù)極聯(lián)接至第二連接器；和用于起動(dòng)所述半導(dǎo)體閘流管的起動(dòng)裝置，其中，所述起動(dòng)裝置具有對(duì)兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管共用的電切換器，可借助于所述電切換器將電起動(dòng)電流施加于第一半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部和施加于第二半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部。
[0006]因此，與現(xiàn)有技術(shù)不同，使用半導(dǎo)體切換器代替機(jī)械供電系統(tǒng)切換器來(lái)將電力負(fù)載聯(lián)接至家用器具的電連接器，所述半導(dǎo)體切換器實(shí)際上是完全特定的半導(dǎo)體切換器、即半導(dǎo)體閘流管。供電系統(tǒng)切換裝置的這種實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):尤其不產(chǎn)生接觸元件的“串?dāng)_”，從而也不產(chǎn)生EMC問(wèn)題。另外，不再有任何機(jī)械耗損，從而可實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)切換裝置的更長(zhǎng)的使用壽命。該使用壽命目前取決于半導(dǎo)體閘流管的尺寸。由于半導(dǎo)體閘流管的可能較小的設(shè)計(jì)尺寸，優(yōu)點(diǎn)還來(lái)自于整個(gè)布置(包括負(fù)載、供電系統(tǒng)切換裝置和連接器)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。本發(fā)明的家用器具的優(yōu)點(diǎn)還在于，供電系統(tǒng)切換裝置原則上滿足兩種不同的功能。除了將負(fù)載聯(lián)接至連接器的功能之外，具有半導(dǎo)體閘流管的供電系統(tǒng)切換裝置還可充當(dāng)整流器，借助于它將供電系統(tǒng)電壓整流。因此，不需要使用在安裝空間和成本方面帶有缺點(diǎn)的附加的整流器。供電系統(tǒng)切換裝置例如可布置在具有電容器(例如聯(lián)接電壓電容器)的簡(jiǎn)單的供電裝置下游。
[0007]家用器具目前被理解成是指:用于管理家務(wù)且被實(shí)施用于處理家用物品的裝置。它可以是大型家用器具，例如洗衣機(jī)、洗滌干燥機(jī)、洗碗機(jī)、烹飪裝置、油煙機(jī)、制冷器具、冷藏冷凍機(jī)或空調(diào)單元。然而，它還可以是小型家用器具，例如全自動(dòng)咖啡機(jī)或食品加工器。
[0008]半導(dǎo)體閘流管被理解成是指可控的或可切換的半導(dǎo)體模塊，其在初始狀態(tài)下是不導(dǎo)電的或斷開(kāi)的，且可通過(guò)額定電流較低的電流(柵極電流或起動(dòng)電流)接通或切換成導(dǎo)電。接通后，半導(dǎo)體閘流管在沒(méi)有柵極電流的情況下仍保持導(dǎo)電，且通過(guò)反轉(zhuǎn)電流方向來(lái)關(guān)斷。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，所述起動(dòng)裝置具有兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管共用的電切換器，借助于所述電切換器可將電起動(dòng)電流或柵極電流施加于第一半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部和施加于第二半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部。因此，所述起動(dòng)裝置僅通過(guò)一個(gè)切換器來(lái)控制，從而不必要使用單獨(dú)的切換器。因此，可節(jié)省成本和有用的安裝空間。
[0010]已被證明尤其有益的是，第一半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部可通過(guò)切換器電連接至第二半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部。在切換器的電傳導(dǎo)切換狀態(tài)下，所述柵極連接部因而電傳導(dǎo)地彼此連接；在切換器的電斷開(kāi)切換狀態(tài)下，所述柵極連接部彼此電隔斷。實(shí)際上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于柵極連接部之間的切換器在其電傳導(dǎo)切換狀態(tài)下的這種布置，因此，當(dāng)這兩個(gè)柵極連接部彼此電傳導(dǎo)地連接時(shí)，兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管通過(guò)漏電電流作為起動(dòng)電流來(lái)起動(dòng)。如果這兩個(gè)柵極連接部彼此連接，漏電電流就流過(guò)相應(yīng)的柵極路徑，從而引起所述兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管的起動(dòng)或充當(dāng)起動(dòng)電流。因此，供電系統(tǒng)切換裝置的啟動(dòng)明顯地被簡(jiǎn)化。僅需要閉合柵極連接部之間的電切換器，且所述兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管幾乎自動(dòng)地起動(dòng)和接通。如果電切換器在電力負(fù)載的操作過(guò)程中保持閉合，半導(dǎo)體閘流管就和供電系統(tǒng)電壓同步地持續(xù)地接通和關(guān)斷，使得供電系統(tǒng)電壓被整流。不需要主動(dòng)地產(chǎn)生用于起動(dòng)半導(dǎo)體閘流管的電流脈沖；供電系統(tǒng)切換裝置的啟動(dòng)被降低，以便閉合或開(kāi)啟電切換器。另外，該切換器的尺寸可選擇得相對(duì)較小，因?yàn)槠饎?dòng)電流或漏電電流具有很低的、即幾μ A的額定電流。
[0011]所述電切換器優(yōu)選是機(jī)械切換器，尤其是繼電器。這防止了漏電電流在切換器的電斷開(kāi)切換狀態(tài)下流過(guò)切換器，且在需要的情況下還防止產(chǎn)生半導(dǎo)體閘流管的不需要的起動(dòng)。
[0012]本發(fā)明的方法被構(gòu)造成:能將電能供送至家用器具的電力負(fù)載，其中，所述電力負(fù)載通過(guò)供電系統(tǒng)切換裝置聯(lián)接至家用器具的第一和第二電連接器，供電系統(tǒng)電壓施加于所述連接器之間。電力負(fù)載通過(guò)供電系統(tǒng)切換裝置的第一半導(dǎo)體閘流管聯(lián)接至第一連接器，并通過(guò)供電系統(tǒng)切換裝置的第二半導(dǎo)體閘流管聯(lián)接至第二連接器，且所述半導(dǎo)體閘流管借助于起動(dòng)裝置起動(dòng)，其中，第一半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部和第二半導(dǎo)體閘流管的柵極連接部通過(guò)起動(dòng)裝置的共同的電切換器被供送電起動(dòng)電流。
[0013]關(guān)于本發(fā)明的家用器具提出的優(yōu)選實(shí)施例及它們的優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)地適用于本發(fā)明的方法。
[0014]本發(fā)明的其他特征來(lái)自于權(quán)利要求、附圖和附圖的說(shuō)明。以上說(shuō)明書中所述的所有特征和特征組合以及以下在附圖的說(shuō)明中提及的和/或僅在附圖中示出的特征和特征組合不僅可用于相應(yīng)的特定組合，而且還可用于其他組合或單獨(dú)使用?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0015]現(xiàn)在通過(guò)優(yōu)選的示例性實(shí)施例、例如通過(guò)參照附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明。以這種方式，圖1使用示意性視圖闡述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的家用器具。
【具體實(shí)施方式】
[0016]具有電力負(fù)載3的負(fù)載電路2布置在家用器具1中。負(fù)載3可以是任何負(fù)載，例如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電阻器等。尤其地，負(fù)載3不限于具體類型，例如電容式的或感應(yīng)式的。負(fù)載電路2還可包括供電裝置，所述供電裝置包括電容器，負(fù)載3在所述電容器處分接供電電壓。
[0017]家用器具1還包括兩個(gè)電連接器，即第一連接器4和第二連接器5。在連接器4、5連接至供電網(wǎng)絡(luò)或電流網(wǎng)絡(luò)的情況下，供電系統(tǒng)電壓UN可施加在連接器4、5之間。第一連接器4連接至相導(dǎo)體L，而第二連接器5連接至中性導(dǎo)體N。供電系統(tǒng)切換裝置6連接在連接器4、5與負(fù)載電路2之間，借助于該供電系統(tǒng)切換裝置6，負(fù)載電路2可電連接至連接器4、5。供電系統(tǒng)切換裝置6包括第一半導(dǎo)體閘流管7和第二半導(dǎo)體閘流管8。第一半導(dǎo)體閘流管7集成在相導(dǎo)體L中，使得第一半導(dǎo)體閘流管7的正極和負(fù)極分別連接至連接器4和負(fù)載電路2。另一方面，第二半導(dǎo)體閘流管8聯(lián)接至中性導(dǎo)體N，使得第二半導(dǎo)體閘流管8的正極和負(fù)極分別連接至負(fù)載電路2和第二連接器5。第一半導(dǎo)體閘流管7的柵極連接部9可通過(guò)電切換器10聯(lián)接至第二半導(dǎo)體閘流管8的柵極連接部11。在該示例性實(shí)施例中，電切換器10是繼電器，且代表供電系統(tǒng)切換裝置6的起動(dòng)裝置。切換器10借助于控制單元(未示出)、例如微控制器來(lái)啟動(dòng)。
[0018]如果切換器10閉合，漏電電流(μ A)就流過(guò)柵極連接部9、11并流過(guò)切換器10，半導(dǎo)體閘流管7、8借助于切換器10起動(dòng)和接通。這尤其適用于相對(duì)較敏感的半導(dǎo)體閘流管
7、8，所述半導(dǎo)體閘流管7、8也可通過(guò)額定電流很低的漏電電流來(lái)起動(dòng)。因此，為了起動(dòng)半導(dǎo)體閘流管7、8，不需要主動(dòng)地產(chǎn)生單獨(dú)的電流脈沖。將切換器10閉合就足以接通半導(dǎo)體閘流管7、8。
[0019]如果切換器10處于電傳導(dǎo)切換狀態(tài)下，整流電壓UG就存在于負(fù)載電路2的輸入端，所述整流電壓UG例如被所述供電裝置分接，并借助于電容器被平滑。此時(shí)，負(fù)載3被供送平滑的電壓。在負(fù)載3的操作過(guò)程中，切換器10—直處于閉合或電傳導(dǎo)切換狀態(tài)下，使得半導(dǎo)體閘流管7、8與供電系統(tǒng)電壓UN同步地持續(xù)地接通和關(guān)斷。
[0020]附圖標(biāo)記列表
[0021]1 家用器具
[0022]2 負(fù)載電路
[0023]3 負(fù)載
[0024]4 第一連接器
[0025]5 第二連接器
[0026]6 供電系統(tǒng)切換裝置
[0027]7 第一半導(dǎo)體閘流管
[0028]8 第二半導(dǎo)體閘流管
[0029]9 柵極連接部[0030]10切換器
[0031]11柵極連接部
[0032]L相導(dǎo)體
[0033]N中性導(dǎo)體
[0034]UG整流電壓
[0035]UN供電系 統(tǒng)電壓
【權(quán)利要求】
1.一種家用器具(1 )，所述家用器具(1)具有第一和第二電連接器(4、5)，能夠?qū)⒐╇娤到y(tǒng)電壓(UN)施加在所述電連接器之間，所述家用器具(1)具有電力負(fù)載(3)和供電系統(tǒng)切換裝置(6)，電力負(fù)載(3)能夠借助于所述供電系統(tǒng)切換裝置(6)聯(lián)接至連接器(4、5)，其中，所述供電系統(tǒng)切換裝置(6)包括:-連接在第一連接器(4)與電力負(fù)載(3)之間的第一半導(dǎo)體閘流管(7)，它的正極聯(lián)接至第一連接器(4)，它的負(fù)極聯(lián)接至電力負(fù)載(3)，-連接在第二連接器(5)與電力負(fù)載(3)之間的第二半導(dǎo)體閘流管(8)，它的正極聯(lián)接至電力負(fù)載(3)，它的負(fù)極聯(lián)接至第二連接器(5)，和-用于起動(dòng)半導(dǎo)體閘流管(7、8)的起動(dòng)裝置(10)，其特征在于，所述起動(dòng)裝置(10)具有兩個(gè)半導(dǎo)體閘流管(7、8)共用的電切換器(10)，借助于所述電切換器(10)能夠?qū)㈦娖饎?dòng)電流施加于第一半導(dǎo)體閘流管(7)的柵極連接部(9)和第二半導(dǎo)體閘流管(8)的柵極連接部(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的家用器具(1)，其特征在于，第一半導(dǎo)體閘流管(7)的柵極連接部(9)能夠借助于所述切換器(10)電連接至第二半導(dǎo)體閘流管(8)的柵極連接部(11)，使得在切換器(10)的電傳導(dǎo)切換狀態(tài)下，柵極連接部(9、11)電傳導(dǎo)地彼此連接，由此半導(dǎo)體閘流管(7、8)能夠通過(guò)漏電電流作為起動(dòng)電流來(lái)起動(dòng)，柵極連接部(9、11)在切換器(10)的電斷開(kāi)切換狀態(tài)下彼此電隔斷。
3.如權(quán)利要求1或2所述的家用器具(1)，其特征在于，所述切換器(10)是機(jī)械切換器，尤其是繼電器。
4.一種用于將電能供送至家用器具(1)的電力負(fù)載(3)的方法，其中，所述電力負(fù)載(3)通過(guò)供電系統(tǒng)切換裝置(6)聯(lián)接至家用器具(1)的第一和第二電連接器(4、5)，供電系統(tǒng)電壓(UN)施加在所述電連接器之間，所述電力負(fù)載(3)通過(guò)供電系統(tǒng)切換裝置(6)的第一半導(dǎo)體閘流管(7)和供電系統(tǒng)切換裝置(6)的第二半導(dǎo)體閘流管(8)分別聯(lián)接至第一連接器(4)和第二連接器(5)，半導(dǎo)體閘流管(7、8)借助于起動(dòng)裝置(10)起動(dòng)，其特征在于，電起動(dòng)電流借助于起動(dòng)裝置(10)的共同的電切換器(10)施加于第一半導(dǎo)體閘流管(7)的柵極連接部(9)和第二半導(dǎo)體閘流管(8)的柵極連接部(11)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，第一半導(dǎo)體閘流管(7)的柵極連接部(9)借助于所述切換器(10)電連接至第二半導(dǎo)體閘流管(8)的柵極連接部(11)，從而在切換器(10)的電傳導(dǎo)切換狀態(tài)下，半導(dǎo)體閘流管(7、8)通過(guò)漏電電流作為起動(dòng)電流來(lái)起動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H03K17/73GK103636127SQ201280032560
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】D·布魯斯, R·費(fèi)爾德邁爾 申請(qǐng)人:Bsh博世和西門子家用電器有限公司