專利名稱：冰箱電子綜合控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本控制器屬于電子控制技術(shù)領(lǐng)域。
已有技術(shù)狀況目前國(guó)內(nèi)冰箱使用的控制器大都采用機(jī)械方式，雖部分電冰箱開始使用電子控制。但有如下缺點(diǎn)一、壓縮機(jī)每次啟動(dòng)時(shí)冷藏室的溫度固定為4度左右。盡管它的致冷點(diǎn)(壓縮機(jī)停止時(shí)的溫度)是可調(diào)的，但對(duì)某一個(gè)制冷點(diǎn)來說溫差是固定而不可調(diào)的。
二、冰箱在使用中，存在壓縮機(jī)啟動(dòng)后不停的現(xiàn)象，即使滑動(dòng)溫度調(diào)節(jié)裝置，也無濟(jì)于事。這由兩方面的原因造成一是溫度傳感器－－熱敏電阻，其本身存在著一致性差的弱點(diǎn)(不一致性約20％)，二是調(diào)溫電位器調(diào)節(jié)范圍太小，僅為工作電壓的8.8％，不能控制熱敏電阻的誤差，從而造成溫度調(diào)節(jié)失控，使壓縮機(jī)開啟后不停。
三、壓縮機(jī)保護(hù)部分，只設(shè)置了壓敏電阻過壓保護(hù)，因而只能通過燒保險(xiǎn)絲達(dá)到被動(dòng)的保護(hù)，(實(shí)際線路中保險(xiǎn)絲為線路板上一細(xì)銅鉑，需數(shù)十安培方能燒斷)保護(hù)功能不佳。
四、溫控和半自動(dòng)除霜電路分別由兩套類似的線路組成，因而成本增加。
本發(fā)明針對(duì)國(guó)產(chǎn)電冰箱控制部分不同程度地存在著精度不高，一致性差，可靠性、穩(wěn)定性差，保護(hù)動(dòng)作遲緩，不可靠等弊病以及上述的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種冰箱電子綜合控制電路(簡(jiǎn)稱“電控器”)。優(yōu)點(diǎn)在于一、設(shè)置了補(bǔ)償式熱敏電阻溫度取樣電路，由R11、W1、W2、W3，構(gòu)成。它的工作原理是通過調(diào)節(jié)W1來補(bǔ)償熱敏電阻隨溫度變化的阻值，使溫度采樣電壓保持在一定范圍。W2為除霜點(diǎn)溫度微調(diào)，W3是弱制冷點(diǎn)溫度微調(diào)。經(jīng)計(jì)算當(dāng)熱敏電阻不一致性為20％時(shí)，調(diào)溫電位器W1需變化調(diào)節(jié)電壓約10％，就能適應(yīng)，從而降低了溫度失控的概率。再者用W2、W3加以微調(diào)補(bǔ)償，從而克服了熱敏電阻一致性不好的缺陷，使每臺(tái)“電控器”的控溫值保持一致。
二、設(shè)置了在任意一個(gè)制冷溫度控制點(diǎn)上，都可以調(diào)節(jié)溫差的電路，以適應(yīng)冰箱不同的使用要求。這部分電路由W4、R28、R31、R32、D13組成，其工作原理是由R28、R32構(gòu)成固定比較電壓，而D13、R31、W4構(gòu)成可變反饋電壓，這個(gè)反饋電壓在壓縮電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于D13負(fù)極接IC3－4輸出的高電位而斷開，壓縮機(jī)停止時(shí)呈低電位，調(diào)節(jié)W4的阻值，可改變反饋電壓的大小，反饋電壓和固定比較電壓相加后，成為浮動(dòng)的比較電壓，加至IC3－1負(fù)輸入端，并與加到IC3－1正輸入端的熱敏電阻溫度采樣電壓進(jìn)行比較，當(dāng)溫度采樣電壓(簡(jiǎn)稱Vw)小于比較電壓(簡(jiǎn)稱Vb)時(shí)，比較器IC3－1輸出低電平，發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，通過或非門IC2－2和抗干擾電路IC2－3，反相器IC3－4輸出高電平，(此時(shí)，假設(shè)或非門IC2－2的另外兩個(gè)輸入端均為低電平)。這個(gè)高電平經(jīng)R14、C5組成的低通濾波器開通晶體管Q1，使繼電器J1接通壓縮機(jī)電源，冰箱啟動(dòng)開始制冷，這時(shí)熱敏電阻隨著溫度降低電阻增大，使得Vw逐漸增高，當(dāng)Vw一旦超過Vb時(shí)比較器IC3－1動(dòng)作，輸出高電平，經(jīng)處理后關(guān)斷壓縮機(jī)電源，同時(shí)反相器IC3－4輸出端的負(fù)電平開通D13，使D13，R31，W4組成的回路并聯(lián)于R32上，降低了比較電壓Vb。壓縮機(jī)停止后，冰箱內(nèi)溫度回升，熱敏電阻阻值隨著溫度回升而減小，其上的采樣電壓Vw同時(shí)降低，只有當(dāng)Vw減小到Vb時(shí)，壓縮機(jī)才能再一次啟動(dòng)制冷。需要指出的是調(diào)節(jié)可變電阻W4(溫差調(diào)節(jié)電位器)的阻值，可以改變Vb向下變化的幅度，這種當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)不變而壓縮機(jī)停止時(shí)可以調(diào)節(jié)向下變化幅度的浮動(dòng)比較電壓，實(shí)現(xiàn)了在一定制冷點(diǎn)溫度不變前提下調(diào)節(jié)冰箱內(nèi)溫差的功能。
三、在溫控電路基礎(chǔ)上，附加了少量元件，使得溫控電路又具有了半自動(dòng)除霜功能，附加部分電路為由Q3、Q4、D7、D8、D14、K1、K2及阻容元件等組成的雙穩(wěn)態(tài)電路，其工作原理為初始狀態(tài)時(shí)Q4由于基極電容C11的設(shè)置呈截止?fàn)顟B(tài)，除霜電路不起作用，當(dāng)按動(dòng)K1時(shí)，Q3瞬時(shí)斷開，Q4變?yōu)閷?dǎo)通，雙穩(wěn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，正6V電壓通過Q4的CE結(jié)，其中一路由D7加至W1和R11的連接處。這個(gè)電壓的幅值為
，稱為除霜箱位電壓，其作用為(一)使調(diào)溫電位器W1不起作用，消除了由于人為改變W1而影響除霜電路的現(xiàn)象。(二)使熱敏電阻在固定電壓(箝位電壓)和固定電阻(R11、W2一次調(diào)好后即不改變)的條件下工作。本設(shè)計(jì)合理選擇R11的值，同時(shí)配以W2微調(diào)，使熱敏電阻不一致性得到補(bǔ)償，同時(shí)工作電流增大，抬高了Vw，超出了比較電壓Vb，從而關(guān)斷壓縮機(jī)。從晶體管Q4的CE結(jié)出來的另一路箝位電壓經(jīng)D14加至D13負(fù)端，關(guān)斷了反饋電壓，使Vb固定在一個(gè)電壓值上，這個(gè)電壓值就是解除“除霜電路”的電壓值。K1為手動(dòng)除霜按扭，K2為人工中止除霜按扭，J2為除霜加熱絲執(zhí)行繼電器。Q4導(dǎo)通時(shí)，電熱絲加熱，冰箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻阻值降低，溫度采樣電壓Vw下降，逐漸向Vb靠攏，當(dāng)Vw一旦低于Vb時(shí)，IC3－1輸出低電平開機(jī)信號(hào)，經(jīng)IC2－2和IC2－3輸出低電平，通過D8和R29加至Q3基極，使Q3導(dǎo)通，Q4截止，雙穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，除霜電路解除，電路轉(zhuǎn)換為控溫狀態(tài)。需要指出的是，啟動(dòng)除霜開關(guān)K1時(shí)，K1的常開點(diǎn)將＋6伏電壓瞬時(shí)加至延時(shí)電路的C9負(fù)端，觸發(fā)了延時(shí)電路，封鎖了壓縮機(jī)，使得在溫控電路轉(zhuǎn)變?yōu)槌娐愤^程中出現(xiàn)的各種干擾信號(hào)，對(duì)壓縮機(jī)均不起作用，因而大大提高了除霜電路的可靠性。這種電路設(shè)計(jì)，使除霜電路達(dá)到了這么一種功能，無論壓縮機(jī)處于開啟或停止?fàn)顟B(tài)當(dāng)啟動(dòng)K1時(shí)均能使電機(jī)停止，同時(shí)將W1和W4封鎖住，使其不起作用，當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)到除霜解除點(diǎn)(11度)時(shí)，除霜電路自動(dòng)解除(也可人工解除)，并轉(zhuǎn)換為控溫電路。
四、壓縮機(jī)綜合保護(hù)電路這部分電路由二部分組成，下面分別敘述。一部分由IC1－1、IC1－2、IC1－3、IC2－1、IC3－2、B2、D1、D2、D3及外圍阻容元件等組成過電壓、欠電壓、過電流控制電路，作用是使壓縮機(jī)始終工作在預(yù)定的電壓和電流范圍內(nèi)，一旦電網(wǎng)供電電壓超出預(yù)定值或壓縮機(jī)工作電流超出預(yù)定值，在短時(shí)間內(nèi)(6－10秒)切斷供電電源，待外界電壓正常后，再接通電源，其工作原理簡(jiǎn)述如下，比較器IC1－2為欠壓電壓比較器，在其正輸入端設(shè)定比較電壓值，這個(gè)比較電壓與IC1－2負(fù)輸入端的欠電壓采樣電壓進(jìn)行比較，采樣電壓低于比較電壓時(shí)(外界電壓小于預(yù)定值)，IC1－2輸出高電平，發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)。IC1－3為過電壓比較器，其負(fù)輸入端設(shè)定比較電壓值與正輸入端的采樣電壓進(jìn)行比較，采樣電壓超出比較電壓(外界電壓超過預(yù)定值)，輸出高電平發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)。B2、D1、D2構(gòu)成過電流檢測(cè)電路，B2初級(jí)串聯(lián)于壓縮機(jī)繞組回路，其次級(jí)由于互感，產(chǎn)生電流采樣電壓，經(jīng)D1、D2檢波后，在R2上取得分壓值(改變這個(gè)值可以改變電流控制值)，這個(gè)分壓值與＋6伏電壓相減后送至過電流比較器IC1－1的負(fù)端入端，并與其正輸入端的比較電壓相比較，超出后IC1－1輸出高電平關(guān)機(jī)信號(hào)。上述三路關(guān)機(jī)信號(hào)，被送至或非門IC2－1，經(jīng)R9和C7延時(shí)6－10秒(這段時(shí)間為避過壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)大電流或電網(wǎng)的短時(shí)間干擾信號(hào))后，送至電機(jī)保護(hù)控制門IC3－2。保護(hù)電路的另一部分由IC1－4、Q2及阻容元件構(gòu)成延時(shí)線路，作用是使冰箱在初始加電時(shí)、工作時(shí)斷電以及壓縮機(jī)停止至下一次起動(dòng)時(shí)、供電電源必須延遲6－10分鐘才能加至壓縮機(jī)，這是冰箱壓縮電機(jī)的特殊要求，達(dá)到這種功能的電路工作原理為當(dāng)初始加電時(shí)，因C9上電壓不能突變，自舉電路IC1－4輸出電壓為＋6伏，這個(gè)電壓大于延時(shí)控制門比較電壓，使控制門關(guān)住，壓縮機(jī)不能運(yùn)行，之后，IC1－4輸出端＋6V電壓經(jīng)R16衰減后，得到一個(gè)略小于＋6伏的電壓，這個(gè)電壓經(jīng)由R18對(duì)C9充電，C9負(fù)極電壓下降，導(dǎo)致IC1－4輸出電壓下降，一旦IC1－4輸出小于延時(shí)控制門比較器IC3－3負(fù)端的比較電壓時(shí)，控制門輸出開機(jī)信號(hào)。由R16、R17、R18和C9構(gòu)成的充電時(shí)間，［時(shí)間常數(shù)計(jì)算公式為T＝(1＋R17／R18＋R17／R16)＊R1＊2C9即為電機(jī)延時(shí)起動(dòng)時(shí)間。這個(gè)電路的特點(diǎn)是Q2既擔(dān)任了電子開關(guān)的任務(wù)，又起到了壓縮機(jī)開啟時(shí)，鎖定延時(shí)器作用，工作原理為當(dāng)Q1斷開時(shí)(電機(jī)停止)，高電平通過C10打開Q2，使C9上的電荷迅速放完，延時(shí)電路開始充電，當(dāng)延時(shí)電路在接近終了的臨界點(diǎn)時(shí)，(延時(shí)電壓非常接近比較電壓時(shí))假設(shè)此時(shí)IC3－1、IC3－2均發(fā)出開機(jī)信號(hào)，由于時(shí)延信號(hào)是個(gè)長(zhǎng)時(shí)間緩慢變化的模擬量，很容易在其上迭加各種干擾信號(hào)，這種干擾信號(hào)會(huì)在瞬時(shí)觸發(fā)比較器IC3－3開通之后，又瞬時(shí)觸發(fā)比較器IC3－3關(guān)閉，這樣會(huì)出現(xiàn)電機(jī)導(dǎo)通一下又關(guān)斷的現(xiàn)象，影響冰箱的穩(wěn)定可靠使用，為解決此問題，設(shè)置了正反饋?zhàn)枣i電路，由Q2的BE結(jié)和C10構(gòu)成，其工作原理為，所選擇的Q2的BE結(jié)反向擊穿電壓為6－7V，小于C10兩端的充電電壓(13V)，當(dāng)IC3－3處于臨界觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，無論是干擾脈沖還是正常的延時(shí)信號(hào)一旦使IC3－3觸發(fā)，開通Q1，接通電機(jī)，那么C10兩端高電平通過導(dǎo)通的Q1反向加至Q2的BE結(jié)，將BE擊穿后對(duì)C9充電，使C9負(fù)端電位迅速呈負(fù)向變化，從而使延時(shí)電壓迅速低于IC3－3比較電壓，起到了鎖定IC3－3的作用。需指出，本發(fā)明采用的電源變壓器，功率僅3瓦，電源內(nèi)阻較大，當(dāng)J1或J2動(dòng)作時(shí)，變化電流約70mA，這個(gè)變化的電流引起同一變壓器上電壓采樣繞組的電壓變化，變化幅度達(dá)5％以上，折算到220V時(shí)變化達(dá)11V之多，這個(gè)變化電壓在實(shí)際使用中表現(xiàn)為過壓、欠壓控制誤差，這么大的控制誤差在實(shí)際使用中是不可取的，解決的辦法是設(shè)置了可關(guān)斷的假負(fù)載電路，由Q5、Q6、R25、R26、R27構(gòu)成，關(guān)斷信號(hào)取自R25，當(dāng)J1或J2工作時(shí)，R25上的壓降足以使Q5導(dǎo)通，Q6截止，反之，Q5截止Q6導(dǎo)通，選取R27的阻值等效于J1或J2的阻值，這樣使得直流供電回路中的電流值始終保持恒定，徹底根除了采樣電壓隨負(fù)載變化的現(xiàn)象，從而使得采樣電壓正確反映了電網(wǎng)電壓的變化。
圖一所示為“電控器”與冰箱受控部分聯(lián)接示意圖。
控制板2上有控制器件四個(gè)溫度調(diào)節(jié)5、溫差調(diào)節(jié)6、除霜啟動(dòng)開關(guān)7、除霜停止開關(guān)8、它們分別對(duì)應(yīng)圖二中的W1、W4、K2、K1、9為除霜指示燈，控制板2通過連接電纜4與線路板1相連，線路板1通過熱敏電阻3采取冰箱內(nèi)的溫度變化，經(jīng)處理后，分別控制冰箱壓縮機(jī)10和除霜加熱絲11，從而使得冰箱正常工作。
權(quán)利要求1.一種電冰箱綜合控制器屬于電子控制技術(shù)領(lǐng)域，由補(bǔ)償式熱敏電阻取樣電路、比較電壓浮動(dòng)的溫度檢測(cè)線路和雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)、溫差調(diào)節(jié)和除霜電路，其特征在于壓縮機(jī)保護(hù)線路中采用了過壓、欠壓取樣比較電路和延時(shí)電路，在精密比較電路中采用了可關(guān)斷的假負(fù)載，在延時(shí)電路中采用了PN結(jié)反向擊穿線路。
2.如權(quán)利要求項(xiàng)1所述的電子綜合控制器，所述的補(bǔ)償式熱敏電阻取樣電路部分，其特征是在熱敏電阻供電回路中串聯(lián)了三個(gè)可變電阻W1，W2、W3，W1是溫度調(diào)節(jié)電阻；W2是除霜解除點(diǎn)溫度微調(diào)；W3是弱制冷點(diǎn)溫度微調(diào)。
3.如權(quán)利要求項(xiàng)1、所述的電子綜合控制器所述的比較電壓浮動(dòng)的溫度檢測(cè)線路中的浮動(dòng)比較電壓線路，其特征是由集成塊IC3－1、IC3－4，電阻R28、R31、R32，電容C15，可變電阻W4，二極管D13構(gòu)成一個(gè)從IC3－4的輸出端經(jīng)處理及電容C15延時(shí)后加至IC3－1負(fù)輸入端的浮動(dòng)電壓。
4.如權(quán)利要求項(xiàng)1、所述的電子綜合控制器，所述的溫差調(diào)節(jié)電路，其特征是由可變電阻W4與二極管D13，構(gòu)成了調(diào)節(jié)壓縮機(jī)開機(jī)溫度電路。
5.如權(quán)利要求項(xiàng)1、所述的電子綜合控制器，所說的雙穩(wěn)態(tài)除霜電路，其特征是由D7、D14構(gòu)成的
位電路。
6.如權(quán)利要求項(xiàng)1、所述的電子綜合控制器，所述的延時(shí)電路其特征是晶體管Q2和電容器C10組成的電子開關(guān)，選擇Q2的EB結(jié)反向電壓為6－7伏。
7.如權(quán)利要求項(xiàng)1、5、所述的電子綜合控制器，所說的除霜電路其特征是有一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)K1。
8.如權(quán)利要求項(xiàng)1、所述的電子綜合控制器，所說的精密的過壓，欠壓采樣電路，其特征是一個(gè)由晶體管Q5、Q6，電阻R25、R26、R27組成的可關(guān)斷假負(fù)載電路。
專利摘要一個(gè)電冰箱電子綜合控制器，由補(bǔ)償式熱敏電阻取樣電路，比較電壓浮動(dòng)的溫度檢測(cè)線路和雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)、溫差調(diào)節(jié)和除霜功能。采用溫差起動(dòng)控溫方式，避免了冰箱采取定溫起動(dòng)方式所存在的夏季高溫使用時(shí)易不停機(jī)和停機(jī)時(shí)間短以及冬季低溫使用時(shí)易不開機(jī)和停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的缺陷，電流取樣電路，過壓、欠壓精密取樣電路和壓縮機(jī)起動(dòng)延時(shí)電路組成壓縮機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)，保證了壓縮機(jī)線圈不被燒毀，本控制器設(shè)計(jì)獨(dú)特，性能價(jià)格比高，具有推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)F25D29/00GK2060865SQ88206488
公開日1990年8月22日 申請(qǐng)日期1988年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月1日
發(fā)明者李明 申請(qǐng)人:李明