專利名稱：電冰箱電子控溫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電冰箱電子控溫器是一種雙向溫度控制器，屬冰箱電器產(chǎn)品。
冰箱電子控溫器較機(jī)械控溫器具有控溫準(zhǔn)確、可靠和明顯的節(jié)能效果，以及便于開(kāi)發(fā)應(yīng)用多種輔助功能，如電控保護(hù)、溫度測(cè)量與顯示、報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)，是冰箱溫控的發(fā)展方向，國(guó)外早有電控型冰箱投放市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)也在開(kāi)發(fā)研制。
現(xiàn)有冰箱溫度電控器，通常都含有兩個(gè)電壓比較器及R－S觸發(fā)器四個(gè)環(huán)節(jié)或由四運(yùn)放構(gòu)成。并由兩個(gè)運(yùn)放或兩比較器分別完成對(duì)溫度上、下限的單獨(dú)控制調(diào)節(jié)。(可參見(jiàn)“無(wú)線電”1986.12期東芝GR－204型電冰箱電路原理圖，“電子世界”1989.11期“東芝牌冰箱的電子控溫電路”，“電子世界”1989.9期“雙向控溫儀器?！?中國(guó)專利86201024，電冰箱電子控溫器，運(yùn)用全反饋僅一個(gè)比較器(單個(gè)運(yùn)放)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度上下限設(shè)定調(diào)控，但又存在溫度上下限不能獨(dú)自分開(kāi)調(diào)控的問(wèn)題。
本發(fā)明創(chuàng)造的主要任務(wù)是減少現(xiàn)有冰箱電子溫控線路的環(huán)節(jié)，用含一個(gè)單運(yùn)放的溫控線路完成冰箱溫控，以提高可靠性和降低成本，且同時(shí)可使上、下溫限獨(dú)自分開(kāi)調(diào)節(jié)。此外，現(xiàn)有冰箱(包括電控型)溫控區(qū)的上、下界需按四季環(huán)境溫度變化，由人工分檔給定，不能自動(dòng)調(diào)節(jié)。根據(jù)環(huán)境溫度變化，通過(guò)同一個(gè)環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，免去一切人工操作，也是本發(fā)明創(chuàng)造的一個(gè)目的。
本發(fā)明創(chuàng)造是按如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的(參見(jiàn)圖1)與現(xiàn)有技術(shù)相同或類似，溫度傳感器RS感受冰箱冷藏或冷凍室溫度，溫度變化，使電壓信號(hào)值VS變化，VS引到單運(yùn)放的一輸入端(如圖示反相端)，溫度上限設(shè)定值VR則引到運(yùn)放的另一輸入端，兩相比較，且使有冰箱溫度升高，VS減少，當(dāng)VS＜VR時(shí)，單運(yùn)放T輸出正電壓信號(hào)，并經(jīng)電阻RV，二極管DP推動(dòng)控制級(jí)。使冰箱壓縮機(jī)電機(jī)接通運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始制冷降溫，完成對(duì)上限溫度的控制。
與現(xiàn)有冰箱電控技術(shù)不同的是。溫度下限的控制仍由同一個(gè)單運(yùn)放控制環(huán)節(jié)來(lái)完成。與中國(guó)專利86201024的區(qū)別則是彼項(xiàng)是全反饋，本實(shí)用新型為單向反饋。反饋電路由二極管D0，電阻RW，RX，Ry構(gòu)成。二極管D0起單向反饋?zhàn)饔?。如圖1是指當(dāng)VS＜VR，T輸出正電壓信號(hào)時(shí)才起反饋?zhàn)饔?。反饋信?hào)加到T的同相輸入端，使同相輸入端的設(shè)定值變?yōu)閂R＋VW。隨著制冷過(guò)程進(jìn)行，冰箱溫度不斷下降，VS隨之增大，而當(dāng)VS≥VR＋VW時(shí)，運(yùn)放T翻轉(zhuǎn)為負(fù)電壓輸出，推動(dòng)級(jí)失去控制信號(hào)停止制冷，此時(shí)由于D0的隔離作用，負(fù)電壓反饋不到T的同向端，使其設(shè)定值又復(fù)為VR值。制冷停止，冰箱溫度則慢慢回升，VS又逐漸減小，當(dāng)VS≤VR時(shí)又重復(fù)上述控制過(guò)程，由此可見(jiàn)，制冷的條件是VS≤VR，停止制冷的條件是VS≥VR＋VW。VR由RR／RU的比值決定，VW由Ry／RX的比值決定、調(diào)整它們的比值，即可獲得不同的上、下限制冷溫度控制。
上述技術(shù)方案用僅含一個(gè)單運(yùn)放并設(shè)置成有一單向反饋回路的簡(jiǎn)單調(diào)控環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)冰箱上下限溫度各自獨(dú)立的雙向調(diào)控。這是本發(fā)明創(chuàng)造區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的主要技術(shù)特征。
若進(jìn)一步將上述方案中的電阻RR更換成熱敏電阻RT，就可使上限溫度設(shè)定值VR變成一個(gè)可隨環(huán)境溫度變化的量VR(T)。使本實(shí)用新型成為能自動(dòng)感受環(huán)境溫度變化對(duì)冰箱溫度實(shí)行全自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)，從而獲得最佳的控制功能。開(kāi)始制冷的上限條件與停止制冷的下限條件相應(yīng)成為VS≤VR＋△VR(T)。式中的△VR(T)為環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的VR增量。環(huán)境溫度上升，RT減小，△VR(T)為正值，反之△VR(T)為負(fù)值。即隨環(huán)境溫度的升或降，溫控器使控溫范圍自動(dòng)相應(yīng)向降溫或升溫方向滑移(示意如圖2)。無(wú)需人工調(diào)節(jié)，亦不需另加控制環(huán)節(jié)就可實(shí)現(xiàn)冰箱溫度全自動(dòng)控制。這是本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)上一個(gè)重要的附加特征。
冰箱電子控溫器具有更便于開(kāi)發(fā)應(yīng)用其他多種輔助功能的優(yōu)越性，圖3給出了兼有溫度測(cè)量和數(shù)字顯示，以及電源電壓超壓，欠壓保護(hù)和復(fù)電延時(shí)保護(hù)等輔助功能的本發(fā)明創(chuàng)造的一個(gè)實(shí)施例。


圖1本發(fā)明創(chuàng)造的電路原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2冰箱溫度隨環(huán)境溫度變化自動(dòng)控制示意圖。
圖3帶有其他輔助功能的本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施例。
以下結(jié)合附圖3對(duì)實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
Ⅰ為溫度調(diào)節(jié)控制環(huán)節(jié)。電路基本結(jié)構(gòu)和工作原理即上述技術(shù)方案，設(shè)有開(kāi)關(guān)K1可選擇傳感器RS1(VS1)或RS2(VS2)，即選擇對(duì)冷藏室或冷凍室的溫度進(jìn)行控制。
Ⅱ?yàn)闇囟葴y(cè)量與數(shù)顯環(huán)節(jié)。采用一個(gè)單運(yùn)放T4組成的加法器運(yùn)算環(huán)節(jié)完成正溫度、零點(diǎn)溫度和負(fù)溫度的測(cè)量。通過(guò)電阻R30，R32和電位器W6分壓，引入負(fù)電壓設(shè)定值VWb與由傳感器RS(RS1或RS2，由K2選擇)引入的正電信號(hào)VS(VS1或VS2)相加。當(dāng)傳感器處于0℃時(shí)，調(diào)節(jié)W6使VW6與VS(0℃)數(shù)值相等但符號(hào)相反。加法運(yùn)算放大器T4輸出則為零，從而獲得0℃溫度測(cè)量。當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，VS大于VS(0℃)，即VS＞｜VW6｜，所以VS＋VW6＞0經(jīng)加法運(yùn)算放大器反向，輸出為負(fù)，完成負(fù)溫度測(cè)量。反之當(dāng)溫度高于0℃時(shí)，則VS小于VS(0℃)，小于VW6數(shù)值，VS＋VW6＜0，經(jīng)T4反向，輸出為正，完成正溫度測(cè)量。由于傳感器的非線性影響，在其測(cè)量范圍內(nèi)應(yīng)分溫度區(qū)段進(jìn)行線性處理以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。對(duì)冰箱的溫控范圍和測(cè)溫要求劃分正負(fù)兩個(gè)溫度區(qū)段，即按溫度下限(如－25℃)，0℃，溫度上限(如＋15℃)三點(diǎn)進(jìn)行線性處理，非線性度就可十分滿意，自然，按正負(fù)兩個(gè)溫段進(jìn)行線性處理，運(yùn)算環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)應(yīng)有兩個(gè)不同的放大倍數(shù)，這也是在本環(huán)節(jié)上運(yùn)用單向反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)施例負(fù)溫段測(cè)量具有由電阻R33，R34，R36，R37及電位器W8等元件確定的較大的放大倍數(shù)。 其負(fù)反饋量經(jīng)反饋回路電阻R36提供。并通過(guò)調(diào)節(jié)W8校負(fù)溫度值。正溫度測(cè)量通過(guò)電位器W7，電阻R35，二極管D9構(gòu)成的又一單向反饋回路，再附加一個(gè)負(fù)反饋量，使放大倍數(shù)減小。調(diào)節(jié)W7獲得正溫度正確顯示。數(shù)字顯示則采用LCD或LED顯示板通用技術(shù)。
Ⅲ為電控保護(hù)和延時(shí)控制輸出環(huán)節(jié)。包括電源電壓超、欠壓保護(hù)和復(fù)電延時(shí)保護(hù)，亦屬通用技術(shù)。
Ⅳ為電源輸入環(huán)節(jié)。其特點(diǎn)是由同一個(gè)繞組向調(diào)節(jié)放大部分提供正負(fù)電源，且與繼電器觸發(fā)電壓、數(shù)顯電源都各自獨(dú)立。因此電網(wǎng)電壓波動(dòng)，并不破壞線路原來(lái)的平衡狀態(tài)。使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電源輸入線路，獲得了工作的高穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型已制出樣機(jī)，試用結(jié)果良好滿意。
本發(fā)明創(chuàng)造亦可用于空調(diào)及其他參數(shù)雙向控制的場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.一種電冰箱電子控溫器、含有電源輸入環(huán)節(jié)，溫度調(diào)節(jié)控制環(huán)節(jié)、輔助功能環(huán)節(jié)，其特征是溫度調(diào)控環(huán)節(jié)是僅含一個(gè)單運(yùn)放并設(shè)置成有一單向反饋回路的調(diào)控環(huán)節(jié)。
2.按權(quán)利要求1所述的控溫器，其特征是溫度調(diào)控環(huán)節(jié)中提供溫度上限設(shè)定值的分壓電阻是一個(gè)能隨環(huán)境溫度變化阻值的熱敏電阻RT。
3.按權(quán)利要求1、2所述的控溫器、其特征是溫度調(diào)控環(huán)節(jié)中的單向反饋電路由二極管和電阻構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1、2所述的控溫器、其特征是輔助功能環(huán)節(jié)中溫度測(cè)量環(huán)節(jié)是一個(gè)單運(yùn)放組成的加法運(yùn)算放大器，有一用來(lái)完成0℃測(cè)量和溫區(qū)分段、自負(fù)電源引入負(fù)電壓設(shè)定值VW6，由電阻R30，R32和電位器W6組成的分壓電路，該負(fù)電壓設(shè)定值VW6和由溫度傳感器引入的正電壓信號(hào)同時(shí)引到加法器相加，還有一個(gè)由電阻R36構(gòu)成的負(fù)反饋回路和一個(gè)由電阻R35，電位器W7及二極管D9構(gòu)成的單向反饋回路。
5.按權(quán)利要求1、2所述的控溫器，其特征是電源輸入環(huán)節(jié)用同一個(gè)繞組向調(diào)節(jié)放大部分提供正負(fù)電源，且與繼電器觸發(fā)電壓、數(shù)顯電源都各自獨(dú)立。
6.按權(quán)利要求4所述的控溫器，其特征是電源輸入環(huán)節(jié)用同一個(gè)繞組向調(diào)節(jié)放大部分提供正負(fù)電源，且與繼電器觸發(fā)電壓、數(shù)顯電源都各自獨(dú)立。
7.按權(quán)利要求1、2所述的控溫器，其特征是設(shè)有選擇冷藏室或冷凍室溫度進(jìn)行控制和測(cè)量的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1。
8.按權(quán)利要求4所述的控溫器，其特征是設(shè)有選擇冷藏室或冷凍室溫度進(jìn)行控制和測(cè)量是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1。
專利摘要一種冰箱電子控溫器，其溫度調(diào)控是僅含一個(gè)單運(yùn)放并設(shè)置成有一單向反饋回路的簡(jiǎn)單調(diào)控環(huán)節(jié)、并實(shí)現(xiàn)了可按環(huán)境溫度變化對(duì)冰箱溫度進(jìn)行全自動(dòng)調(diào)節(jié)的最佳控制功能。其溫度測(cè)量也是僅一個(gè)單運(yùn)放及數(shù)個(gè)外圍電阻元件和有一單向反饋回路的加法器。完成正、負(fù)和零溫度的測(cè)量及非線性修正。儀器設(shè)有數(shù)碼液晶顯示。還有超、欠壓，延時(shí)保護(hù)等輔助功能、電源輸入設(shè)計(jì)巧妙簡(jiǎn)單、保證了控制測(cè)量的高穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可選擇冷藏或冷凍室溫度進(jìn)行控制和測(cè)讀。
文檔編號(hào)G05D23/30GK2063662SQ9021110
公開(kāi)日1990年10月10日 申請(qǐng)日期1990年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月22日
發(fā)明者余昌芳 申請(qǐng)人:航空航天工業(yè)部第六○八研究所