专利名称：冰箱及其节能保鲜器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制冷装置，尤其涉及一种冰箱及其节能保鲜器。
背景技术：
作为冰箱的主要部件，传统机械式冰箱压缩机的开停取决于温控器的开关，温控器带有感温头，可根据感温头的温度来接通或断开温控器。低温补偿加热丝是通过开关控制的，目前有两种控制方式一为机械式低温补偿开关，需要用户自己操作；另一为磁敏开关，可以根据环境温度的变化自动接通或断开加热丝，但有一定的误差。应用表明,传统机械式冰箱的控制模式有以下缺点用户通常买回冰箱就不操作了，然而，随着季节变换、环境温度的变化，温控器的档位需要用户随时调整，否则会造成夏天档位过强，压缩机长时间工作，甚至不停机，耗电大，冷藏室后背结霜；或者冬天档位过弱，压缩机开机时间短，影响制冷效果，甚至造成冷冻室化冻。低温补偿加热丝不能有效开关将造成冷冻制冷差或冰箱耗电大，原因一，若冰箱的低温补偿加热丝是用机械低温补偿开关控制的，用户很多时候忘记在冬天接通、夏天断开，结果是冬天冷冻制冷差，夏天由于仍然接通加热丝造成耗电非常大。原因二，若冰箱的低温补偿加热丝是用磁敏开关控制的，虽然不需要用户操作开关，但由于这种磁敏开关存在误差，不能精确控制，还是会造成——环温偏低时未接通加热丝导致冷冻制冷差，环温偏高时未断开加热丝结果耗电大。可见，传统机械式冰箱存在着操作不人性化、冷冻效果差或能耗高等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种冰箱及其节能保鲜器，以解决现有技术存在的无法智能控制、冷冻效果差或能耗高等问题。为了解决上述问题，一方面，本实用新型提供一种节能保鲜器，包括环境温度传感器，用于检测冰箱周围环境的温度；蒸发器温度传感器，用于检测冰箱的蒸发器的温度；低温补偿加热丝，用于在冰箱环境温度低时进行补偿加热；微控制单元，与所述环境温度传感器、所述蒸发器温度传感器、所述低温补偿加热丝连接，用于在冰箱周围环境的温度低于一第一设定值时自动控制所述低温补偿加热丝加热以及在冰箱周围环境的温度高于一第二设定值时自动控制所述低温补偿加热丝停止加热，同时根据蒸发器温度传感器的检测值控制冰箱压缩机的运行；电源电路，与所述微控制单元连接，用于向所述微控制单元供应工作电流。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，还包括两个信号采集电路，所述环境温度传感器、所述蒸发器温度传感器分别通过一所述信号采集电路与所述微控制单元连接，一所述信号采集电路包括一第一电阻的一端连接于一第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接于一第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接于地，所述环境温度传感器或所述蒸发器温度传感器的输出端连接于所述第一电阻和所述第二电阻的节点，所述微控制单元连接于所述第二电阻和所述第一电容的节点。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，所述电源电路包括依次连接的整流电流、稳压电路和50Hz检测电路。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，所述整流电流包括一第一二极管的阴极连接于一第一齐纳二极管的阴极、一第一极性电容的正极，所述第一二极管的阳极连接于一第三电阻的一端、一第二二极管的阴极，所述第三电阻的另一端连接于一第二电容的一端，所述第二二极管的阳极连接于一第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极连接于所述第一齐纳二极管的阳极和所述第一极性电容的负极。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，所述稳压电路包括一第三电容的一端连接于一第二齐纳二极管的阴极、一第三电容的一端、一第二极性电容的正极，所述第三电容的另一端连接于一第三电阻的一端和一第一 PNP型三极管的集电极，所述第四电阻的另一端连接于所述第二齐纳二极管的阳极、所述第一 PNP型三极管的基极，所述第一 PNP型三极管的发射极、所述第四电容的另一端、所述第二极性电容的负极连接于地。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，所述50Hz检测电路包括一第五电阻的一端连接于一第五电容、一第二 PNP型三极管的发射极，所述第五电阻的另一端连接于一第六电阻的一端、所述第五电容的另一端和所述第二 PNP型三极管的基极，所述第六电阻的另一端为所述50Hz检测电路的输入端，所述第二 PNP型三极管的集电极连接于一第七电阻的一端、一第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接于一第七电容的一端并作为所述50Hz检测电路的输出端，所述第七电阻的另一端、所述第七电容的另一端连接于地。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，还包括两个根据所述微控制单元的指令控制电源导通断开的可控硅控制电路，所述微控制单元分别通过一所述可控硅控制电路与所述低温补充加热丝、冰箱的压缩机连接。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，所述可控硅控制电路包括一第九电阻的一端为所述可控硅控制电路的输入端，所述第九电阻的另一端连接于一 NPN型三极管的基极，所述NPN型三极管的集电极连接于一第十电阻的一端，所述NPN型三极管的发射极连接于地，所述第十电阻的另一端连接于一可控硅的门极。在上述节能保鲜器的一优选实施方式中，所述环境温度传感器、所述蒸发器温度传感器为NTC热敏电阻。为了解决上述问题，另一方面，本实用新型提供一种冰箱，包括控制系统和压缩机，其中，所述控制系统包括上述任一节能保鲜器，所述节能保鲜器的微控制单元与所述压缩机耦接。本实用新型随温度变化，自动接通或断开温度补偿加热丝，微控制单元根据环境温度传感器、蒸发器温度传感器采集的温度作出判断，控温非常精确，从而解决用户忘记开关低温补偿开关或磁敏开关温度范围误差造成的冰箱冷冻制冷差或耗电大的问题。因此，本实用新型可以在季节变换、环温变化时，自动调整冰箱的温度，解决用户忘记调节档位而造成的冬天冷冻制冷差，夏天开始时间长、不停机、冷藏结霜、耗电大等问题。即本实用新型可以解决用户无法对传统机械式冰箱进行有效设置使之工作在最佳状态，从而导致冰箱冷冻制冷差或耗电大等问题。
图1为本实用新型的节能保鲜器优选实施例的原理结构示意图；图2为本实用新型的节能保鲜器优选实施例的信号采集电路的结构示意图；图3为本实用新型的节能保鲜器优选实施例的电源电路、可控硅控制电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细说明。图1示意性的示出了本实用新型优选实施例的原理结构，图2则示出了本实用新型优选实施例的局部详细结构，如图所示，图示的节能保鲜器优选实施例(以下简称本优选实施例)用于自动根据环境温度控制冰箱开关机时间，其主要包括微控制单元1、蒸发器温度传感器21、环境温度传感器22、低温补偿加热丝3。其中微控制单元I通过电源电路11与电源LN连接、通过两个可控硅控制电路12分别与低温补偿电热丝3和压缩机m连接、通过两个信号采集电路13分别与蒸发器温度传感器21和环境温度传感器22连接。其中，蒸发器温度传感器21、环境温度传感器22优选为NTC(NegativeTemperature CoeffiCient,负温度系数)热敏电阻。环境温度传感器22用于检测冰箱周围环境的温度；蒸发器温度传感器21用于检测冰箱的蒸发器的温度；低温补偿加热丝3用于在冰箱环境温度低时进行补偿加热；微控制单兀I用于在冰箱周围环境的温度低于一第一设定值时自动控制低温补偿加热丝加热以及在冰箱周围环境的温度高于一第二设定值时自动控制低温补偿加热丝3停止加热，同时根据蒸发器温度传感器21的检测值控制冰箱压缩机m的运行，其中第一设定值可以和第二设定值相等，也可以相近。电源电路11与微控制单元I连接，用于向微控制单元I等需要有源器件供应工作电流。举例而言，用户控制一调节装置，例如一电位器，设置在人工智能档位，电位器的阻值发生变化，微控制单元I检测到该电压值变化后，即判断为要自动根据环境温度的变化自动调整强弱档位，进入运行模式。蒸发器温度传感器21感受的温度达到开机温度时，即达到一定的阻值，通过信号采集电路13得到一定的电压值，当微控制单元I检测到此电压时，即认为达到了开机温度，则驱动可控硅控制电路导通，从而将压缩机m接入电源回路，也即与电源LN连接，压缩机m开始工作；反之，蒸发器温度传感器21感受的温度达到关机温度时，即达到一定的阻值，通过信号采集电路13得到一定的电压值，当微控制单元I检测到此电压时，即认为达到了关机温度，则驱动可控硅控制电路12关断，从而将压缩机m从电源回路断开，压缩机m停止工作。冬天环境温度降低，环境温度传感器22会及时将温度变化对应的阻值变化反馈到微控制单元1，信号采集电路13就得到变化后的电压，当微控制单元I检测到的电压达到设定值后，即认为需要接通低温补偿加热丝3 了，这时微控制单元I驱动可控硅控制电路12导通，将低温补偿加热丝3接入电源回路，进行补偿加热。反之，冬去春来，环境温度慢慢回升，环境温度传感器22会及时将温度变化对应的阻值变化反馈到微控制单元1，信号采集电路13就得到变化后的电压，当微控制单元I检测到的电压达到设定值后，即认为不需要加热了，这时微控制单元I驱动可控硅控制电路12断开，从而将低温补偿加热丝3与电源LN断开，停止加热。另外，本优选实施例还包括照明灯41及灯开关42，二者为冰箱里使用的照明灯，开门灯亮、关门灯灭。照明灯41及灯开关42 —起串联在电源线路中，灯开关42是常闭开关，即不受外力时处于闭 合(导通)状态，施加外力时断开。通常冰箱关门状态时，对灯开关42施加外力，灯开关42断开，照明灯41不亮；用户开门时就会释放对该灯开关42施加外力，灯开关42恢复常态而闭合(导通)，这时照明灯41接入电源回路而点亮。如图2所示，信号采集电路13包括第一电阻Rl的一端连接于第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接于第一电容Cl的一端,第一电容Cl的另一端连接于地,环境温度传感器22、蒸发器温度传感器21的输出端连接于第一电阻Rl和第二电阻R2的节点，微控制单元I连接于第二电阻R2和第一电容Cl的节点。第一电阻Rl提供各温度传感器的偏置，第二电阻R2和第一电容Cl组成低通滤波器，消除高频干扰，并起到保护微控制单元I的端口作用。如图3所示，L表示电源的火线，N表示电源的零线，电源电路11包括依次连接的整流电路111、稳压电路112和50Hz检测电路113。图3所示电路的核心是构造一个强电及弱电控制的公共点，将可控硅TRl的强电、弱电控制电路关联到一起。可控硅的TRl控制端既是弱电的+5V，同时又是强电的L端，是强电及弱电控制的公共点。其中，整流电路111包括第一二极管Dl的阴极连接于第一齐纳二极管ZDl的阴极、第一极性电容El的正极，第一二极管Dl的阳极连接于第三电阻R3的一端、第二二极管D2的阴极，第三电阻R3的另一端连接于第二电容C2的一端，第二二极管D2的阳极连接于第三二极管D3的阴极，第三二极管D3的阳极连接于第一齐纳二极管ZDl的阳极和第一极性电容El的负极。第二二极管D2的阳极和第三二极管D3的阴极的节点还引出一信号线IN输入50Hz检测电路。可以设定第二电容C2 = IuF, 50Hz交流阻抗为3K Ω左右，可以为后级电路提供最大50mA的电流。当火线L电压从最大值下降到最小值时，电流从零线N经第二电容C2、第三电阻R3、第一二极管Dl流回火线L。当火线L电压从最小值上升到最大值时，电流从火线L经第一齐纳二极管ZD1、第一极性电容E1、第三二极管D3、第二二极管D2、第三电阻R3、第二电容C2流回零线N，对第一极性电容El充电；第一极性电容El上电压极性为上正、下负；第一极性电容El上电压最大值由第一齐纳二极管ZDl决定。第一极性电容El在一个交流周期内存储的电荷，需满足整个50HZ周期内后级电路工作的需要，保证稳压电路能输出稳定的+5V电压。稳压电路112包括第三电容C3的一端连接于第二齐纳二极管ZD2的阴极、第三电容C3的一端、第二极性电容E2的正极，第三电容C3的另一端连接于第三电阻R3的一端和第一 PNP型三极管Pl的集电极，第四电阻R4的另一端连接于第二齐纳二极管ZD2的阳极、第一 PNP型三极管Pl的基极，第一 PNP型三极管Pl的发射极、第四电容C4的另一端、第二极性电容E2的负极连接于地。稳压电路112为简单的二极管稳压电路，第一 PNP型三极管Pl作为电流放大器，可以提供50mA的电流输出。50Hz检测电路113包括第五电阻R5的一端连接于第五电容C5、第二 PNP型三极管P2的发射极,第五电阻R5的另一端连接于第六电阻R6的一端、第五电容C5的另一端和第二 PNP型三极管P2的基极，第六电阻R6的另一端为50Hz检测电路112的输入端，第二PNP型三极管P2的集电极连接于第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接于第七电容C7的一端并作为50Hz检测电路112的输出端，第七电阻R7的另一端、第七电容C7的另一端连接于地。50Hz检测电路112将信号线IN传输的幅度为12V的负梯形波信号反向放大、整形为幅度5V的负的方波信号，经由信号线OUT输出，输出到微控制单元I的引脚。图3还示出了可控硅控制电路12的电路图，可控硅控制电路12用于根据微控制单元I的指令控制电源导通断开，微控制单元I分别通过一可控硅控制电路12与低温补充加热丝3、冰箱的压缩机m连接。可控硅控制电路12包括第九电阻R9的一端COMP为可控硅控制电路12的输入端，用于和微控制单元I连接，第九电阻R9的另一端连接于NPN型三极管NI的基极，NPN型三极管NI的集电极连接于第十电阻RlO的一端，NPN型三极管NI的发射极连接于地，第十电阻RlO的另一端连接于可控硅TRl的门极，可控硅TRl的阴极、阳极连接于火线L、压缩机m0当压缩机m的控制端，第九电阻R9的一端C0MP，为高电平时，从可控硅TRl的阴极到门极之间流过直流电流，此时可控硅TRl的阴极、阳极之间导通。交流220V电压作用到压缩机m上，压缩机m工作。交流电流在零线N、火线L之间流过。强电控制都是用可控硅TRl实现，相比继电器，所需驱动电流更小，功耗更低。无机械执行机构，寿命更长，可靠性高。而且可实现在交流电过零点启动，减小对电网干扰。综上，本实用新型可以随温度变化，自动接通或断开温度补偿加热丝，控温非常精确，从而解决用户忘记开关低温补偿开关或磁敏开关温度范围误差造成的冰箱冷冻制冷差或耗电大等问题，并且智能化水平高。由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包
含ο
权利要求1.一种节能保鲜器，其特征在于，包括环境温度传感器，用于检测冰箱周围环境的温度；蒸发器温度传感器，用于检测冰箱的蒸发器的温度；低温补偿加热丝，用于在冰箱环境温度低时进行补偿加热；微控制单元，与所述环境温度传感器、所述蒸发器温度传感器、所述低温补偿加热丝连接，用于在冰箱周围环境的温度低于一第一设定值时自动控制所述低温补偿加热丝加热以及在冰箱周围环境的温度高于一第二设定值时自动控制所述低温补偿加热丝停止加热，同时根据蒸发器温度传感器的检测值控制冰箱压缩机的运行；电源电路，与所述微控制单元连接，用于向所述微控制单元供应工作电流。
2.根据权利要求1所述的节能保鲜器，其特征在于，还包括两个信号采集电路，所述环境温度传感器、所述蒸发器温度传感器分别通过一所述信号采集电路与所述微控制单元连接，一所述信号采集电路包括一第一电阻的一端连接于一第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接于一第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接于地，所述环境温度传感器或所述蒸发器温度传感器的输出端连接于所述第一电阻和所述第二电阻的节点，所述微控制单元连接于所述第二电阻和所述第一电容的节点。
3.根据权利要求1所述的节能保鲜器，其特征在于，所述电源电路包括依次连接的整流电流、稳压电路和50Hz检测电路。
4.根据权利要求3所述的节能保鲜器，其特征在于，所述整流电流包括一第一二极管的阴极连接于一第一齐纳二极管的阴极、一第一极性电容的正极，所述第一二极管的阳极连接于一第三电阻的一端、一第二二极管的阴极，所述第三电阻的另一端连接于一第二电容的一端，所述第二二极管的阳极连接于一第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极连接于所述第一齐纳二极管的阳极和所述第一极性电容的负极。
5.根据权利要求3所述的节能保鲜器，其特征在于，所述稳压电路包括一第三电容的一端连接于一第二齐纳二极管的阴极、一第三电容的一端、一第二极性电容的正极，所述第三电容的另一端连接于一第三电阻的一端和一第一 PNP型三极管的集电极，所述第四电阻的另一端连接于所述第二齐纳二极管的阳极、所述第一 PNP型三极管的基极，所述第一 PNP型三极管的发射极、所述第四电容的另一端、所述第二极性电容的负极连接于地。
6.根据权利要求3所述的节能保鲜器，其特征在于，所述50Hz检测电路包括一第五电阻的一端连接于一第五电容、一第二 PNP型三极管的发射极，所述第五电阻的另一端连接于一第六电阻的一端、所述第五电容的另一端和所述第二 PNP型三极管的基极，所述第六电阻的另一端为所述50Hz检测电路的输入端，所述第二 PNP型三极管的集电极连接于一第七电阻的一端、一第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接于一第七电容的一端并作为所述50Hz检测电路的输出端，所述第七电阻的另一端、所述第七电容的另一端连接于地。
7.根据权利要求1所述的节能保鲜器，其特征在于，还包括两个根据所述微控制单元的指令控制电源导通断开的可控硅控制电路，所述微控制单元分别通过一所述可控硅控制电路与所述低温补充加热丝、冰箱的压缩机连接。
8.根据权利要求7所述的节能保鲜器，其特征在于，所述可控硅控制电路包括一第九电阻的一端为所述可控娃控制电路的输入端，所述第九电阻的另一端连接于一 NPN型三极管的基极，所述NPN型三极管的集电极连接于一第十电阻的一端，所述NPN型三极管的发射极连接于地，所述第十电阻的另一端连接于一可控硅的门极。
9.根据权利要求1所述的节能保鲜器，其特征在于，所述环境温度传感器、所述蒸发器温度传感器为NTC热敏电阻。
10.一种冰箱，包括控制系统和压缩机，其特征在于，所述控制系统包括权利要求1-9任一所述的节能保鲜器，所述节能保鲜器的微控制单元与所述压缩机耦接。
专利摘要本实用新型提供一种冰箱及其节能保鲜器，该节能保鲜器包括环境温度传感器，用于检测冰箱周围环境的温度；蒸发器温度传感器，用于检测冰箱的蒸发器的温度；低温补偿加热丝，用于在冰箱环境温度低时进行补偿加热；微控制单元，与环境温度传感器、蒸发器温度传感器、低温补偿加热丝连接，用于在冰箱周围环境的温度低于一第一设定值时自动控制低温补偿加热丝加热以及在冰箱周围环境的温度高于一第二设定值时自动控制低温补偿加热丝停止加热，同时根据蒸发器温度传感器的检测值控制冰箱压缩机的运行；电源电路，与微控制单元连接，用于向微控制单元供应工作电流。本实用新型可以解决传统机械式冰箱的冰箱冷冻制冷差或耗电大等问题。
文档编号F25D29/00GK202836054SQ201220527318
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者薛梅, 王若虹 申请人:中标能效科技(北京)有限公司