Brevet FR2727533A1 — publié le 19960531

DISPOSITIF DE DETECTION ET DE SECURITE POUR APPAREIL DE CUISSON La présente invention se rapporte au domaine des appareils de cuisson et plus particulièrement à un système de sécurité de fonctionnement desdits appareils, et notamment des appareils de cuisson à induction. L' invention concerne un dispositif de détection comportant notamment un limiteur de surchauffe permettant, à l'aide de moyens de coupures du système générateur de l'appareil de cuisson, d'interrompre le processus de chauffe lorsque la température de cuisson dépasse un seuil prédéterminé. Une telle situation peut se produire lorsque, par exemple, un récipient vide est disposé sur l'appareil de cuisson. L'invention concerne également un dispositif permettant de détecter une défectuosité d'un capteur thermique. Il est déjà connu d'utiliser un thermostat placé, par exemple, entre un inducteur et la plaque de cuisson, généralement constitué d'une plaque vitrocéramique de manière à obtenir une image de la température du récipient disposé sur la plaque. Un tel thermostat présente l'inconvénient d'étre chauffé fortement ce qui altère son bon fonctionnement. I1 est également connu d'utiliser une thermistance pour contrôler une température de chauffe dans un appareil de cuisson. L'inconvénient que présente une utilisation de ce genre réside dans les risques de disfonctionnement résultant d'un mauvais fonctionnement, soit de la thermistance même, soit d'un circuit électronique sur lequel elle est connectée, le contrôle de la température n'étant alors plus fiable. L'objet de la présente invention vise à réaliser un dispositif de sécurité susceptible, d'une part de couper le générateur de chaleur d'un appareil de cuisson par exemple à induction, lorsque la température, au niveau de la plaque de cuisson, dépasse un seuil préétabli, et d'autre part de contrôler le bon fonctionnement d'un capteur de température et d'un circuit électronique qui lui est associé. Un autre objet de la présente invention vise à réaliser un dispositif de détection composé d'au moins un capteur à résistance électrique thermovariable associé à un circuit électronique lequel permet de détecter une éventuelle défectuosité du capteur. Les objets assignés à la présente invention sont atteints à l'aide d'un dispositif de sécurité électrique pour un appareil de cuisson comportant une unité de sécurité comprenant un moyen de blocage pour stopper les moyens de chauffe de l'appareil de cuisson, et au moins une thermistance, du type CTN servant au contrôle de la température de chauffe, caractérisé en ce que l'unité de sécurité inclut un circuit électronique relié au moyen de blocage et connecté sur la thermistance, ledit circuit électronique permettant de contrôler la température de chauffe dans l'environnement de la thermistance, d'une part et de contrôler le bon fonctionnement de la thermistance d'autre part, par une mesure de la résistance électrique que présente ladite thermistance. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description donnée ciaprès, en référence aux dessins annexés, donnés à titres d'exemples non limitatifs, dans lesquels - La figure 1 représente un schéma de principe du dispositif de détection conforme à l'invention, - La figure 2 représente un diagramme fonctionnel du dispositif de détection conforme à l'invention, - La figure 3 représente une variante du diagramme fonctionnel du dispositif conforme à l'invention. Le dispositif conforme à l'invention, tel que représenté à la figure 1, comporte un circuit électronique général duquel on peut isoler différents sous-ensembles réalisant chacun une ou plusieurs fonctions bien précises. I1 sera fait allusion, plus particulièrement à un appareil de cuisson à induction, mais l'invention ne se limite pas à une telle application. Ainsi le dispositif de sécurité conforme à l'invention comporte une thermistance 1 réalisée avec une résistance thermovariable du type résistance CTN, agencée sous une plaque de cuisson d'un appareil de cuisson à induction, et une unité de sécurité. Cette dernière est constituée du circuit électronique comportant un limiteur de surchauffe 3, lequel permet de détecter un dépassement d'une température limite Ta. Le circuit électronique comporte également un détecteur de rupture 4, permettant de déceler une défectuosité de la thermistance 1. Le limiteur de surchauffe 3, ainsi que le détecteur de rupture 4, sont en liaison avec un oscillateur 5 d'un inducteur par l'intermédiaire de moyens de blocages 7 destinés à bloquer le circuit d'oscillation réalisant l'oscillateur. L'unité de sécurité permet de mesurer une valeur ohmique de la thermistance 1 et d'actionner le moyen de blocage 7 lorsque la valeur ohmique dépasse une valeur ohmique limite RL déterminée par le circuit électronique à l'aide de mesures de potentiels électriques avec des comparateurs électroniques. La thermistance 1 est connectée en série entre au moins une résistance R1 et au moins une résistance R2 pour réaliser une branche de circuit L alimentée par une tension continue U. Avantageusement, la branche de circuit L comporte également la résistance R2 branchée en série avec la thermistance 1, entre une borne 11 et la masse 12. Le circuit électronique comporte au moins le limiteur de surchauffe 3 branché aux bornes 10 et 11 de la résistance R1 en série avec la thermistance 1 pour détecter une variation de la valeur ohmique de t la thermistance 1 par l'intermédiaire de la tension prélevée aux bornes 10 et 11 de la branche de circuit L. Les valeurs ohmiques des résistances R1 et R2 dépendent de la sensibilité du limiteur de surchauffe 3. Ce dernier est réalisé de manière connue à l'aide notamment d'amplificateurs opérationnels polarisés de manière à délivrer un signal lorsque la température au voisinage de la plaque de cuisson dépasse la température limite Ta. Une telle situation correspond, bien évidemment, à la diminution de la résistance électrique que présente la thermistance 1 lorsque cette dernière est constituée d'une résistance CTN. Ainsi, lorsque la tension aux bornes 10 et 11 diminue en deça d'un seuil déterminé par le montage électronique réalisant le limiteur de surchauffe 3, les moyens de blocages 7 sont activés. Selon une variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention, ce dernier comporte un second limiteur de surchauffe 2 connecté aux bornes 10 et 11 de manière à réaliser un branchement en parallèle du limiteur de surchauffe 3, et destiné à bloquer l'alimentation électrique de l'oscillateur 5 lorsque la thermistance 1 détecte une température supérieure à une seconde température limite Tb. Le second limiteur de surchauffe 2 fonctionne conjointement au limiteur de surchauffe 3 et la température Tb peut être inférieure, supérieure ou égale à la température limite Ta. L'unité de sécurité comprend donc trois sous-ensembles fonctionnels branchés en parallèle. Le dispositif conforme à l'invention réalise donc de cette manière un double circuit de sécurité vis à vis d'éventuelles surchauffes résultant d'une quelconque anomalie de fonctionnement de l'appareil de cuisson. Selon une autre variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention, le second limiteur de surchauffe 2 peut être associé à un moyen de réglage d'une température de consigne pour réaliser une régulation en température et en temps, par exemple, d'une cuisson. Ceci est particulièrement avantageux dans la mesure où la thermistance 1 présente une résistance électrique image de la température à contrôler. Le limiteur de surchauffe 3 réalise dans ce mode de fonctionnement une fonction de sécurité vis à vis d'une éventuelle surchauffe. La réalisation d'un second limiteur de surchauffe 2 associé à un moyen de régulation dépendant d'une température de consigne et d'un temps de cuisson se fait de manière connue. Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif conforme à l'invention, la thermistance 1 est constituée d'une résistance CTN laquelle est reliée électriquement au détecteur de rupture 4 de ladite résistance CTN, de manière à détecter une augmentation anormale de la valeur ohmique de ladite résistance CTN au delà d'une valeur ohmique RL. Le détecteur de rupture 4 est connecté sur la borne 11 et sur la borne 10 de la branche de circuit L, ladite borne 11 correspondant au point de connexion entre la thermistance l et la résistance R2 laquelle est reliée à la masse 12. En effet lorsque la température au voisinage de la plaque de cuisson diminue, la valeur ohmique de la résistance CTN augmente, ce qui provoque une augmentation de la tension aux bornes 10 et 11 de la branche de circuit L.Le limiteur de surchauffe 3 détectera par conséquent une diminution de la température et ne transmettra aucun signal sur les moyens de blocages 7. Ceci est notamment le cas lorsque la résistance CTN présente une coupure interdisant à un courant électrique de traverser ladite résistance CTN. La différence de potentiel mesurée aux bornes 10 et 11 correspond dans ce cas à la tension d'alimentation U maximale qui n'a dans ce cas plus rien à voir avec une tension image de la température effective et réelle. En effet la borne 11 sera ramenée au potentiel de la masse 12 et aucune variation de température ne pourra être mesurée, ni par le limiteur de surchauffe 3, ni par le second limiteur de surchauffe 2.Le détecteur de rupture 4, permet d'une part de mesurer un potentiel électrique entre la résistance CTN et la résistance R2, laquelle est branchée sur la masse 12, et d'autre part de transmettre un signal électrique aux moyens de blocage 7 dès que la borne 11 est à la masse 12, en l'absence d'un courant électrique traversant la résistance CTN. Le détecteur de rupture 4 permet, en outre, de comparer le potentiel de la borne 11 à un potentiel distinct établi par le circuit électronique. Ainsi, dès que le potentiel de la borne 11 se retrouve à la masse 12, le détecteur de rupture 4 transmet un signal aux moyens de blocages 7 pour bloquer l'alimentation électrique de l'oscillateur 5.Dans un cas de rupture de la résistance CTN, la différence de potentiel entre les bornes 10 et 11, correspond à la tension U, est le signal géré par le détecteur de rupture 4 de manière à bloquer l'oscillateur 5. Le détecteur de rupture 4 présente donc des moyens de détections d'un potentiel réalisable par tous moyens connus, et notamment par une polarisation d'au moins un amplificateur opérationnel. Le détecteur de rupture 4 permet également de bloquer les oscillations produites par l'oscillateur 5 lorsque la résistance cTN de la branche de circuit L présente une défectuosité, laquelle est susceptible de lui conférer par exemple une valeur ohmique supérieure à la normale. L'utilisation de moyens comparateurs électroniques, du type amplificateurs opérationnels, permet, en fonction d'une polarisation déterminée de transmettre un signal à partir du détecteur de rupture 4 aux moyens de blocages 7 lorsque la valeur ohmique de la résistance CTN dépasse d'une valeur limite RL. I1 est évident par ailleurs que d'éventuels courts-circuits aux bornes de la résistance cTN ne sont pas en mesure d'inhiber le bon fonctionnement du limiteur de surchauffe 3 ou du second limiteur de surchauffe 2. En effet une chute de tension aux bornes 10 et 11 est interprétée par le limiteur de surchauffe 3 comme une augmentation de température au niveau de la résistance CTN utilisée en tant que capteur thermique. Le limiteur de surchauffe 3 ou le second limiteur de surchauffe 2 est donc en mesure de remplir pleinement sa fonction. Selon une variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention, le circuit électronique comporte des moyens de régulation thermique 6 supplémentaires pour contrôler la cuisson en fonction d'un réglage effectué par l'utilisateur, lesdits moyens de régulation thermique 6 pilotant l'alimentation électrique de l'oscillateur 5 tout en étant soumis à l'action prioritaire des moyens de blocages 7. I1 est en effet envisageable d'associer le dispositif conforme à l'invention à tous moyens de régulation thermique combinés à des moyens de réglages de consignes pour programmer un temps de cuisson ou une température optimale de cuisson. De tels moyens de régulation thermique 6 étant de préférence indépendants des moyens utilisés pour réaliser le dispositif conforme à l'invention. Ces derniers sont bien évidemment prioritaires lorsqu'ils transmettent un message électrique ou un signal électrique sur les moyens de blocages 7. Ces derniers sont actionnés directement à la suite d'un fonctionnement anormal de l'appareil de cuisson. L'interruption de la cuisson se trouve donc justifiée même si le programme de cuisson fixé par l'utilisateur, par l'intermédiaire d'un réglage de consignes en temps ou en température, n'est pas achevé. Les fonctions réalisées par le limiteur de surchauffe 3 et le détecteur de rupture 4 sont aisément réalisables par de nombreux montages de composants électroniques connus. La figure 2 représente un diagramme de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention. La thermistance 1 permet de mesurer en permanence la température sous une plaque de cuisson lorsqu'un récipient est posé sur cette dernière. Lorsque la température mesurée est inférieure à la température limite Ta et à la deuxième température limite Tb et lorsque la résistance électrique que présente la thermistance 1 est inférieure à la valeur ohmique RL les moyens de blocages 7 ne sont pas activés. Ainsi les moyens de régulation thermique 6 gèrent d'une manière automatique l'alimentation de l'oscillateur 5 et par conséquent la cuisson. Lorsqu'en revanche la température dépasse, soit la température limite Ta, soit la deuxième température limite Tb ou lorsque la valeur ohmique de la résistance CTN augmente au delà de la valeur ohmique limite RL, les moyens de blocage 7 sont activés indépendamment de l'état dans lequel se trouvent les moyens de régulation 6.Les moyens de blocages 7 sont constitués par exemple par un relais électromécanique, lequel ouvre l'alimentation de l'oscillateur 5 et par conséquent coupe le fonctionnement de l'appareil de cuisson. Un simple blocage de l'oscillateur 5 suffit à assurer un bon fonctionnement. Une augmentation anormale de la valeur ohmique de la résistance cTN correspond par exemple à une coupure ou rupture de ladite résistance CTN, lui conférant ainsi une valeur ohmique très grande ou infinie. Le détecteur de rupture 4 est donc en mesure de détecter par l'intermédiaire d'une différence de potentiel, une augmentation anormale de la résistance ohmique que présente la thermistance 1. Une variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention présente un fonctionnement schématisé à la figure 3. Le fonctionnement de cette variante est rigoureusement identique au fonctionnement schématisé à la figure 2, mis à part l'absence d'une deuxième température limite Tb. Un dispositif conforme à l'invention dont le fonctionnement correspond au fonctionnement schématisé à la figure 3 ne présente qu'un seul limiteur de surchauffe 3. Un second limiteur de surchauffe 2 peut avantageusement être remplacé par les moyens de régulation thermique 6. Selon une autre variante simplifiée du dispositif conforme à l'invention, il est envisageable de réaliser ledit dispositif avec un unique limiteur de surchauffe 3 associé au détecteur de rupture 4. Le fonctionnement d'un tel dispositif est un fonctionnement par tout ou rien où l'oscillateur 5 fonctionne normalement, sans être bloqué dès que la température mesurée par la résistance CTN est inférieure à une température limite Ta. Selon une variante supplémentaire de réalisation du dispositif de sécurité conforme à l'invention, l'unité de sécurité comprend une seconde thermistance connectée au circuit électronique, lequel agit sur le moyen de blocage 7 lorsque la température de chauffe dépasse l'une des températures limites (Ta, Tb) fixées par ledit circuit électronique. Le circuit électronique est dans ce cas constitué du limiteur de surchauffe 3 connecté sur la thermistance 1 et du second limiteur de surchauffe 2, lequel est connecté sur la seconde thermistance. De cette manière, le dispositif conforme à l'invention est constitué d'une unité de sécurité munie de deux sous-ensembles de sécurité indépendants. Un avantage du dispositif conforme à l'invention, réside dans la réalisation de manière extrêmement simple d'un système de sécurité permettant de faire face à différentes anomalies de fonctionnement dans un appareil de cuisson à induction. Un autre avantage du dispositif conforme à l'invention réside dans l'agencement à faible coût de moyens électroniques simples permettant de réaliser plusieurs fonctions de sécurité d'une part et dans l'agencement desdits moyens électroniques et notamment du capteur thermique à l'abri des variations du champ magnétique induit par l'inducteur d'autre part. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité électrique pour un appareil de cuisson comportant une unité de sécurité comprenant un moyen de blocage (7) pour stopper les moyens de chauffe de l'appareil de cuisson, et au moins une thermistance (1), du type CTN servant au contrôle de la température de chauffe, caractérisé en ce que l'unité de sécurité inclut un circuit électronique relié au moyen de blocage (7) et connecté sur la thermistance (1), ledit circuit électronique permettant de contrôler la température de chauffe dans l'environnement de la thermistance (1), d'une part et de contrôler le bon fonctionnement de la thermistance (1) d'autre part, par une mesure de la résistance électrique que présente ladite thermistance. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'unité de sécurité comprend une seconde thermistance connectée au circuit électronique, lequel agit sur le moyen de blocage (7) lorsque la température de chauffe dépasse l'une des températures limites (Ta, Tb) fixées par ledit circuit électronique. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'unité de sécurité permet de mesurer une valeur ohmique de la thermistance (1) et d'actionner le moyen de blocage (7) lorsque la valeur ohmique dépasse une valeur ohmique limite (RL) déterminée par le circuit électronique à l'aide de mesures de potentiels électriques avec des comparateurs électroniques. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la thermistance (1) est connectée en série entre au moins une résistance (R1) et au moins une résistance (R2) pour réaliser une branche de circuit (L) alimentée par une tension continue (U). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le circuit électronique comporte au moins un limiteur de surchauffe (3) branché à des bornes (10, 11) de la résistance (R1) en série avec la thermistance (1) pour détecter une variation de la valeur ohmique de la thermistance (1) par l'intermédiaire de la tension prélevée aux bornes (10, 11) de la branche de circuit (L). 6. Dispositif selon la revendication 3 ou 5 caractérisé en ce que la thermistance (1) est constituée d'une résistance CTN, laquelle est reliée électriquement à un détecteur de rupture (4) de ladite résistance CTN, de manière à détecter une augmentation anormale de la valeur ohmique de ladite résistance CTN, au delà de la valeur ohmique (RL). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détecteur de rupture (4) permet d'une part de mesurer un potentiel électrique entre la résistance CTN et la résistance R2, laquelle est branchée sur la masse 12, et d'autre part de transmettre un signal aux moyens de blocage (7) dès que la borne (11) est à la masse (12), en l'absence d'un courant électrique traversant la résistance CTN. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le circuit électronique comporte des moyens de régulation thermique (6) supplémentaires, pour contrôler la cuisson en fonction d'un réglage effectué par l'utilisateur, lesdits moyens de régulation thermique (6) pilotant l'alimentation électrique d'un oscillateur (5) d'un appareil à induction, tout en étant soumis à l'action prioritaire des moyens de blocage (7). 9. Appareil de cuisson à induction posable comportant un dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 8.