[发明专利]热流体制备单元及其使用方法和全自动咖啡机的操作方法

权利要求书

1.一种用于全自动咖啡机的热流体制备单元(10)，包括：

·温度控制装置(20)；

·流体加热装置(50)，

·整流电路(30)；以及

·功率半导体开关装置(40)，

其特征在于，在所述整流电路(30)的输入端处将所述整流电路(30)连接至交流电压源(60)并且在所述整流电路(30)的输出端处通过所述功率半导体开关装置(40)将所述整流电路连接到所述流体加热装置(50)，其中，所述功率半导体开关装置(40)以选择性将所述整流电路(30)的输出端接通到所述流体加热装置(50)的方式设计成可控的，并且其中，所述温度控制装置(20)被设计成以脉冲方式对所述功率半导体开关装置(40)进行控制以便因而提供温度控制。

2.根据权利要求1所述的热流体制备单元(10)，其中，所述温度控制装置(20)被设计成改变脉冲的脉冲持续时间与脉冲周期的比率，所述脉冲为控制所述功率半导体开关装置(40)而提供。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，将所述流体加热装置(50)设计成，根据功率半导体开关装置的控制将所述流体加热装置(50)的输入端处供应的饮用水加热至适于执行咖啡调制过程的水温，或者将在所述流体加热装置(50)的所述输入端处供应的饮用水加热至可用蒸汽温度，并且在每种情况下都在所述流体加热装置(50)的输出端处提供饮用水。

4.根据权利要求3所述的热流体制备单元(10)，其中，所述流体加热设置(50)被设计成在加热所供应的饮用水时改变脉冲持续时间与脉冲周期的比率，以便以基本连续的方式调节所述流体加热设置(50)的热功率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述流体加热装置(50)是具有2kW的额定功率的加热块，优选地，是具有大约2.8kW的额定功率的加热块。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述温度控制装置(20)被设计成，如果目标流体温度为约100℃则调整脉冲持续时间与脉冲周期的比率以使得在中功率范围内操作所述流体加热装置(50)，所述中功率范围优选地为大约1.4kW，并且所述温度控制装置(20)被设计成如果所述目标流体温度在蒸汽范围内且有利地在大约160℃左右，则调整脉冲持续时间与脉冲周期的比率以使得在所述流体加热装置(50)的额定功率范围内操作所述流体加热装置，所述额定功率范围优选地为大约2.8kW。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述热流体制备单元(10)另外包括用于感测所述流体加热装置(50)中或所述流体加热装置的输出端处的流体温度(θ)，并且其中，所述温度控制装置(20)被配置为改变脉冲持续时间与脉冲周期的比率以使得在所述流体加热装置(50)的所述输出端处获得目标流体温度，所述目标流体温度是提前指定的或允许提前指定的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热流体制备单元(10)，其中，所述功率半导体开关装置(40)实现为金属氧化物半导体场效应晶体管，优选地，实现为功率金属氧化物半导体场效应晶体管。

9.一种用于全自动咖啡机(80)的操作方法，其中，为了制备热流体，所述全自动咖啡机(80)包括至少一个热流体制备单元(10)，所述热流体制备单元包括：

·温度控制装置(20)；

·流体加热装置(50)；

·整流电路(30)；以及

·功率半导体开关装置(40)，

其特征在于，在所述整流电路(30)的输入端处将所述整流电路(30)连接至交流电压源(60)并且所述整流电路(30)的输出端通过所述功率半导体开关装置(40)连接到所述流体加热装置(50)，其中，所述功率半导体开关装置(40)以选择性地将所述整流电路(30)的输出端接通到所述流体加热装置(50)的方式设计成可控的，并且其中，所述温度控制装置(20)被设计成以脉冲方式对所述功率半导体开关装置(40)进行控制，其中，所述操作方法包括以下方法步骤：

·确定要进行热饮料制备的过程相关的参数；

·根据所述过程相关的参数改变脉冲的脉冲持续时间与脉冲周期的比率以便调节所述流体加热装置的相关热功率(P_TH)，所述脉冲为控制所述功率半导体开关装置(40)而提供。