Intelligente Induktionsherde – exakte Heizregelung
Halbleiterlösungen für energieeffiziente und intelligente Haushaltsgeräte mit höchsten Sicherheitsstandards
Induktionsherde gehören zu den fortschrittlichsten technologischen Innovationen zum einfachen und effizienten Kochen mithilfe elektromagnetischer Felder. Es gibt einige Faktoren, die den Bedarf an Induktionsherden in den kommenden Jahren stetig ansteigen lassen werden, beispielsweise ein verstärktes Sicherheitsbewusstsein seitens der Verbraucher und eine rasche Urbanisierung. Zu den Herausforderungen für Designer gehört die Forderung nach einem optisch ansprechenden, modernen Erscheinungsbild der Geräte.
Leicht zu reinigende, hermetische dichte Oberflächen und Energieeffizienz stehen auf der Liste der Anforderungen ganz oben. Da bei sehr vielen Elektroerzeugnissen inzwischen die Energieeffizienzwerte mit angegeben werden, entscheiden zahlreiche umweltbewusste Verbraucher beim Kauf ausschließlich nach diesem Kriterium. Das Kochen mit Induktion hat viele Vorteile gegenüber den anderen Verfahren. Im Vergleich zu Gasherden weisen Induktionsherde einen um 40 % erhöhten Wirkungsgrad auf, sodass beispielsweise ein Liter Wasser deutlich schneller erhitzt wird als mit Gas.
Durch die Tatsache, dass geeignetes Kochgeschirr benötigt wird, damit das Gerät überhaupt heizt, ist auch ein höheres Sicherheitsniveau garantiert. Die Ingenieure sind oft mit dem Problem konfrontiert, dass die Geräte im praktischen Einsatz bei Störungen im Stromnetz eine relativ hohe Ausfallrate zeigen. Und die Kosten für Ersatzteile und Reparatur sind sehr hoch. Andererseits steigt der Kostendruck in diesem durch einen starken Wettbewerb geprägten Markt zunehmend, was die Implementierung von Schutzfunktionen einschränkt.
Systemdiagramm für Induktionskochgeräte
Wir bei Infineon sind bestens gerüstet, mit Ihnen zusammen die Herausforderungen zu bewältigen, die beim Design von Küchengeräten mit Induktionstechnologie typischerweise auftreten. Unsere Lösungen sind eine Antwort auf die gestiegenen Erwartungen der Verbraucher bei modernen Haushaltsgeräten: Die Geräte müssen energieeffizient und optimal integrierbar sein, wodurch ein hohes Sicherheitsniveau und Zuverlässigkeit gewährleistet werden. Auch eine intelligente, benutzerfreundliche und sichere Bedienoberfläche ist wichtig. Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung intuitiver Geräte mit einer intelligenten Touch-Oberfläche.
Unsere Mikrocontroller vom Typ Arm® Cortex® M0 32-Bit aus der Produktfamilie PSoC® sind mit den hoch entwickelten Technologien CapSense® für Benutzerschnittstellen mit kapazitiver Sensorik und MagSense™ für Benutzerschnittstellen mit induktiver Sensorik ausgestattet. So erhalten Sie ein leistungsfähiges Display mit Touch-Elementen zur einfachen und schnellen Bedienung einschließlich individueller Steuerung, Benachrichtigungs- und Ferndiagnosefunktionen. Dies ermöglicht eine automatische, Anpassung der Kochzonen für Kochgeschirr unterschiedlicher Größe. Unser AIROC™ Wi-Fi & Combos-Portfolio mit Wi-Fi (WLAN) nach IEEE 802.11a/b/g/n/ac und Bluetooth ist ideal für die Smart-Home-Vernetzung geeignet.
Für optimale Integration und Sicherheit empfehlen wir die nicht invertierenden, einkanaligen 25-V-Low-Side-Gate-Treiber für IGBTs der Produktfamilie EiceDRIVER™ im SOT223-Gehäuse. Diese zeichnen sich durch unerreichte Störmeldegenauigkeit aus. Der Hochfrequenzumrichter wird von einem IGBT geregelt. Dies vereinfacht das Design bei gleichbleibend hoher Leistungsdichte und hohem Wirkungsgrad. Die rückwärts leitfähigen IGBTs mit 650 V/1200 V/1350 V/1600 V für spannungs- und stromabhängige Schwingkreiswechselrichter sind speziell für Lösungen mit Induktionserwärmung optimiert. Für die neuen Konnektivitätsfunktionen sind spezifische Hardware-Sicherheitslösungen erforderlich. Unsere Produktfamilie OPTIGA™ Trust bietet Ihnen abgesicherte Kommunikation in die Cloud oder mit anderen Geräten sowie sichere Datenspeicherung und Firmware-Updates.
PSoC®-Mikrocontroller schließen die Lücke zwischen teuren, leistungshungrigen Anwendungsprozessoren und Mikrocontrollern (MCUs) mit niedriger Leistungsaufnahme. Die Mikrocontroller der Produktfamilie PSoC® 6 mit besonders geringer Leistungsaufnahme sind mit dem Prozessorkern Arm® Cortex® M4 für Hochleistungsaufgaben in den Bereichen künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) ausgestattet, etwa für Algorithmen zur Erkennung von falschen Positiven, als Treiber für die ICs von TFT-LCD-Monitoren, zur Spracherkennung und Motorregelung. Für weniger Leistung beanspruchende Aufgaben wie beispielsweise Systemregelung, BLE und CapSense-Technologie verfügen sie zusätzlich über einen Prozessor vom Typ Arm® Cortex® M0+. Die integrierten Sicherheitsfunktionen schützen Ihr IoT-System zuverlässig. Dank der integrierten CapSense-Technologie können Sie Ihr Gerät mit einer robusten Touch-Bedieneroberfläche (Schaltflächen oder Berührungsbildschirm) ausstatten.
Unsere AIROC™ Wi-Fi & Combos integrieren Wi-Fi (WLAN) nach IEEE 802.11a/b/g/n/ac und Bluetooth in einer Ein-Chip-Lösung. So sind IoT-Designs mit kleinerem Formfaktor realisierbar. Kombinationslösungen stehen sowohl für 1x1-SISO-Konfigurationen mit PHY-Datenraten von bis zu 433 Mbit/s als auch für 2x2-MIMO-Konfigurationen mit PHY-Datenraten von bis zu 867 Mbit/s zur Verfügung. Diese Lösungen können mit externen MCUs von kommerziellen Anbietern oder mit unter Linux laufenden Anwendungsprozessoren gekoppelt werden, um ein vollständiges WiFi + Bluetooth-System zu implementieren.
Als Maßnahme gegen Angreifer, die in zunehmendem Maße eingebettete Systeme ins Visier nehmen, bietet Infineon Hardware-Sicherheitslösungen der Plattform OPTIGA™ Trust, die Ihr System mithilfe eines für vernetzte Geräte optimierten Hochleistungs-Sicherheitscontrollers schützen. So ist ein besonders flexibler, leistungsfähiger und abgesicherter Zugriff auf die Clouds aller wichtigen Anbieter möglich.
Vorausschauende Instandhaltung ermöglicht einen datengestützten Ansatz zur Vorhersage von Geräte- und Anlagenausfällen anhand von Mustererkennung und intelligenten Softwaremodellen. Hierbei sammeln intelligente XENSIV™-Sensoren die benötigten Daten und überwachen den Zustand von Geräten und Anlagen in Gebäuden, indem sie deren wichtigste Zustandsparameter erfassen.
Infineon vereint die branchenweit unerreichte Leistung der Produktfamilie TRENCHSTOP™mit der innovativen, rückwärts leitfähigen RC-H-IGBT-Technologie und hat so eine neue Generation von erstklassigen Modulen entwickelt. Mit einer monolithisch integrierten Diode eignen sich RC-H-IGBTs ideal für Anwendungen, die ein weiches Schaltverhalten erfordern, wie beispielsweise Mikrowellengeräte mit Invertertechnik.
Mit den nicht isolierten, einkanaligen Gate-Treiber-ICs EiceDRIVER™ der Produktfamilie 1EDNx550x von Infineon, die sich durch echte differenzielle Steuereingänge auszeichnen, überwinden Sie jegliche Probleme mit Masseverschiebungen in Ihren Designs und verhindern, dass Ihr Design bei negativen Unterspannungen und durch schlechte Ableitung von Spannungen/Strömen ausfällt. Die Gate Treiber-ICs der Produktfamilie 1EDNx550x verfügen über echte differenzielle Steuereingänge. Die Steuersignaleingänge dieser Bausteine sind weitestgehend unabhängig vom Massepotenzial. Sie können auch die nicht isolierten, einkanaligen Gate-Treiber-ICs vom Typ 25-V-EiceDRIVER™ ED4417x mit integriertem Überstromschutz (OCP) und Störmeldefunktion verwenden. Hierbei ist die Funktionalität in einem 6-Pin-PG-SOT23-Gehäuse untergebracht. Die Produktfamilie 1ED4417x bietet unerreichte Störmeldegenauigkeit mit einer OCP-Schwellentoleranz von +/-5 %.
Wir bieten ein branchenweit führendes Portfolio von Gate-Treiber-ICs für Anwendungen zwischen 500 V und 700 V mit Pegelverschiebung, bei denen eine funktionale Isolierung erforderlich ist. Diese steht bei der Übergangsisolierungstechnologie (Junction Isolation) sowie bei der einzigartigen SOI-Technologie (Silicon on Insulator) von Infineon zur Verfügung. Die SOI-Module mit integrierten Bootstrap-Dioden (BSDs) sorgen für eine Verringerung des Materialaufwands und der Systemkosten. Die SOI-Module bieten außerdem branchenweit führende Robustheit gegen negative Stoßspannungen am VS-Pin. Mit diesen Bausteinen verleihen Sie Ihren Designs langfristige Zuverlässigkeit und machen diese schneller marktreif.
Die auf SOI-Technologie basierenden Lösungen von Infineon unterstützen dank der im Vergleich zu typischen Modulen mit Übergangsisolierung um 50 % niedrigeren Verluste bei Pegelverschiebungen auch Anwendungen mit Schaltfrequenzen von über 100 kHz.
Die neue Generation der Produktfamilie CoolSET™ von Infineon enthält eine Reihe von integrierten AC-DC-Leistungsstufen mit fester Schaltfrequenz und quasi-resonantem Schaltschema, die sich durch erhöhte Belastbarkeit und eine hervorragende Leistung auszeichnen. Die CoolSET™-Leistungsstufen mit fester Schaltfrequenz bieten einen höheren Wirkungsgrad und eine niedrigere Schaltfrequenz in mittleren und unteren Lastbereichen. Dies wird durch eine integrierte Funktion zur Frequenzverringerung ermöglicht.
In unserem umfassenden IGBT-Portfolio finden Sie kostenoptimierte, für hohe Leistungen ausgelegte Lösungen, wie beispielsweise die Produktfamilie RC-H5 IGBT. Unsere Produkte funktionieren dank niedriger VCE(sat)-, VF-, Eoff- und Rth-Werte auch unter Bedingungen, bei denen starke elektromagnetische Störungen und Spannungsstöße auftreten. Dies macht einen Betrieb des Systems mit hoher Leistung und hohem Wirkungsgrad möglich.
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Podcast4Engineers: Home Appliances
Smartification and electrification aren’t just limited to our smartphones and computers anymore; these trends are steadily making their way into our home appliances and the market is booming. But what technologies are driving home appliance innovation and how do semiconductors play a role?
Listen to our latest podcasts to learn more about home appliances and how Infineon technology is powering the smart home of tomorrow.
Whitepaper: Smarte Technologien halten Einzug in die moderne Küche (EN)
Dieses Whitepaper erläutert, warum die intelligente Küche immer stärker an Bedeutung gewinnt und wie die Weiterentwicklungen von elektronischen Lösungen zu einer neuen Generation von leiseren und stromsparenden Hausgeräten geführt haben, die sich durch intuitive, sensorgestützte Bedienung auszeichnen.
Webinar: Systemlösungen für intelligente Haushaltsgeräte (EN)
Die heutigen Haushaltsgeräte werden immer intelligenter und stärker vernetzt, was den Nutzern eine problemlose Handhabung aus der Ferne ermöglicht. Die Nutzer können die nahtlos angebundenen Geräte aus der Ferne steuern und Live-Daten von diesen empfangen – gleichgültig, ob es sich um den Inhalt des Kühlschranks oder um eine Zustandsmeldung der Waschmaschine handelt. Die Hersteller wiederum können diese Geräte aus der Ferne analysieren und eine vorausschauende Wartung empfehlen, um teure Reparaturen zu vermeiden. Dieses Webinar zeigt, wie Sie dank der äußerst intelligenten Leistungsbaustein-Designs von Infineon Komponenten mit besonders hohem Wirkungsgrad und extrem kleinem Formfaktor herstellen können. So lässt sich die CO2-Bilanz Ihrer Geräte deutlich verbessern, und Sie produzieren intelligentere, vernetzte und sichere Geräte.
Diese Schulung bietet eine Einführung in die Technologie der rückwärts leitfähigen RC-H6-IGBTs für 650 V in Halbbrücken-ICs für das induktionsgestützte Kochen.
Get to know more about the reverse-conducting R5L IGBT, the next generation of Infineon’s RC technology, developed to meet the specific requirements of induction heating applications.
In dieser Schulung stellen wir Ihnen aktuelle Trends bei Systemen und Komponenten vor, die Infineon als Lösungen für Ihre Haushaltsgeräte anbietet.
Webinare
Lerninhalte dieses Webinars:
- So reagiert Infineon auf die Trends im Markt für Haushaltskleingeräte
- Überblick über die unterschiedlichen Lösungsangebote für bürstenlose Gleichstrommotoren und Permanentmagnetmotoren
- So lässt sich das Design eines Motors mithilfe integrierter Motorregelungsfunktionen in weniger als einer Stunde vollständig entwickeln
Überblick über Leistungsbausteine zur Erstellung von Designs mit hohem Wirkungsgrad, die alle Energiesparvorschriften einhalten und softwarebasierte, intelligente Funktionen möglich machen.
