温度控制电路、制冷装置及冰箱的制作方法

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及温度控制电路、制冷装置及冰箱。

背景技术

随着人们生活水品的提高，冰箱已经成为人们日常生活中必不可少的家用电器。传统的机械冰箱采用机械温控器来控制和调节冰箱的温度，其技术含量低，对温度控制不够精确，温度被控制在一个较大的范围内；机械冰箱需要温度上升到比较大的差值以后，控制器才能再次启动压缩机工作，温度波动相对较大，对食物储藏和能耗均有不利影响。另外由于机械温控器的自身结构原因，导致冰箱还存在温度漂移、误差大、不停机和不开机等弊端。市场上的电脑冰箱虽然克服了上述缺点，功能较多，但对应的电路结构较为复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种温度控制电路、采用该温度控制电路的制冷装置及采用该制冷装置的冰箱，能够提高温度控制的精确度，降低冰箱内温度波动范围，并且结构简单，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种温度控制电路，包括非隔离电源模块、控制处理模块、用于采集冰箱内外环境温度的温度采集模块、继电器、继电器驱动单元和功能按键模块；

所述继电器的开关的第一端用于连接交流火线，所述继电器的开关的第二端用于连接压缩机，所述继电器驱动单元包括制冷控制信号输入端、供电端和制冷驱动端；

所述继电器线圈的电源输入端与所述供电端连接，所述继电器线圈的电流输出端与所述制冷驱动端连接；

所述非隔离电源模块包括连接至交流火线的电源端、连接至交流零线的接地端、第一电源输出端和第二电源输出端；

所述第一电源输出端、所述温度采集模块、所述功能按键模块和所述制冷控制信号输入端均与所述控制处理模块连接，所述继电器驱动单元的供电端与所述第二电源输出端连接。

进一步地，所述继电器驱动单元包括第一电阻、第二电阻、第一开关管和第一二极管；

所述第一电阻的第一端与所述制冷控制信号输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻接地，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的第一端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述供电端连接，所述第一二极管的正极还与所述制冷驱动端连接。

进一步地，所述温度控制电路还包括照明模块，所述照明模块包括led灯串和led驱动单元，所述led驱动单元包括照明控制信号输入端和照明驱动端；

所述led灯串包括正输入端、负输入端和m个串联连接的led灯；

所述led灯串的正输入端与所述第二电源输出端连接，所述led灯串的负输入端与所述led驱动单元的照明驱动端连接，所述led驱动单元的照明控制信号输入端与所述控制处理模块连接。

进一步地，所述led灯串还包括第四电阻，

所述led灯串通过所述第四电阻与所述led灯串的正输入端连接；

所述led驱动单元包括第五电阻、第六电阻和第二开关管，所述第五电阻的第一端与所述照明控制信号输入端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的控制端通过所述第六电阻接地，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的第一端与所述照明驱动端连接。

进一步地，所述温度控制电路还包括补偿加热驱动模块，所述补偿加热驱动模块包括加热控制信号输入端、三端双向可控硅、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容、第三开关管和用于驱动补偿加热器的加热驱动端；

所述加热控制信号输入端与所述控制处理模块连接，所述第七电阻的第一端与所述加热控制信号输入端连接，所述第七电阻的第二端通过第八电阻接地，所述第七电阻的第二端与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的第一端接地，所述第三开关管的第二端通过第九电阻和所述第十电阻连接至交流零线，所述第二电容与所述第十电阻并联连接，所述第二电容的第一端与所述三端双向可控硅的控制端连接，所述第二电容的第二端与所述三端双向可控硅的第一端连接，所述三端双向可控硅的的第二端与所述加热驱动端连接。

进一步地，所述温度控制电路还包括跳线选择模块；

所述跳线选择模块包括电源输入端、第十一电阻，第十二电阻和n个第十三电阻、n根跳线和选择信号输出端；

所述n个第十三电阻串联连接，所述n根跳线分别与所述n个第十三电阻一一对应并联连接，所述电源输入端与所述串联连接的n个第十三电阻的第一端连接，所述串联连接的n个第十三电阻的第二端与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端接地，所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述选择信号输出端连接。

进一步地，所述温度控制电路还包括指示模块，所述指示模块包括指示灯和指示灯驱动单元；

所述指示灯与所述指示灯驱动单元连接，所述指示灯驱动单元与所述控制处理模块连接。

进一步地，所述温度采集模块包括三个结构相同的温度采集单元，所述温度采集单元包括用于采集温度信号的温度传感器、第十四电阻、第十五电阻、第三电容和温度信号输出端；

所述温度传感器与所述第十四电阻的第一端连接，所述第十四电阻的第二端通过所述第二电容接地，所述第十四电阻的第二端与所述第十五电阻的第一端连接，所述第十五电阻的第二端与所述第一电源输出端连接，所述第十五电阻的第一端与所述温度信号输出端连接，所述温度信号输出端与所述控制处理模块连接。

相应的，本发明还提供了一种制冷装置，包括温度控制电路、压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器；

所述温度控制电路为如前所述的温度控制电路；

所述温度控制电路的所述继电器的开关的第二端与所述压缩机连接，所述压缩机与所述冷凝器连接，所述冷凝器与所述毛细管连接，所述毛细管与所述蒸发器连接。

本发明还提供了一种冰箱，包括箱体，所述箱体内设有制冷装置；

所述制冷装置为如前所述的制冷装置。

本发明提供的温度控制电路、采用该温度控制电路的制冷装置及采用该制冷装置的冰箱，温度采集模块实时采集冰箱内外环境的温度并将采集到的温度信号发送给控制处理模块，用户通过功能按键模块设置温度档位，控制处理模块接收功能按键模块发送的温度设定信号，控制处理模块根据温度设定信号和采集到的温度信号进行判断，当采集到的温度信号上升到对应温度档位的开机温度阈值时，控制处理模块向继电器驱动单元发送制冷控制信号，继电器驱动单元通过驱动端驱动继电器开关闭合，从而驱动压缩机进行工作；当采集的温度降低到对应温度档位的停机温度阈值时，继电器驱动单元通过驱动端驱动继电器断开，从而控制压缩机停止工作，提高了温度控制的精确度，降低冰箱内温度波动范围，并且结构简单，成本低。

附图说明

图1是本发明提供的一种温度控制电路的一个实施例的电路框图；

图2是本发明提供的一种温度控制电路的继电器驱动单元的一个实施例的电路原理图；

图3是本发明提供的一种温度控制电路的照明模块的一个实施例的电路原理图；

图4是本发明提供的一种温度控制电路的温度补偿加热模块的一个实施例的电路原理图；

图5是本发明提供的一种温度控制电路的跳线选择模块的一个实施例的电路原理图；

图6是本发明提供的一种温度控制电路的温度采集模块的一个实施例的电路原理图；

图7是本发明提供的一种制冷装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明提供的一种温度控制电路的一个实施例的电路框图。

本发明实施例提供一种温度控制电路，包括非隔离电源模块1、控制处理模块2、用于采集冰箱内外环境温度的温度采集模块6、继电器rl、继电器驱动单元3和功能按键模块4；

继电器rl的开关的第一端用于连接交流火线l，继电器rl的开关的第二端用于连接压缩机，继电器驱动单元3包括制冷控制信号输入端ci、供电端vi2和制冷驱动端dr；

继电器线圈的电源输入端与供电端vi2连接，继电器线圈的电流输出端与制冷驱动端dr连接；

非隔离电源模块1包括连接至交流火线的电源端vi、连接至交流零线的接地端gn、第一电源输出端vo1和第二电源输出端vo2；

第一电源输出端vo1、温度采集模块6、功能按键模块4和制冷控制信号输入端ci均与控制处理模块2连接，继电器驱动单元3的供电端vi2与第二电源输出端vo2连接。

在具体实施时，温度采集模块6实时采集冰箱内外环境的温度并将采集到的温度信号发送给控制处理模块2，用户通过功能按键模块4设置温度档位，控制处理模块2接收功能按键模块4发送的温度设定信号，控制处理模块2根据温度设定信号和采集到的温度信号进行判断，当采集到的温度信号上升到对应温度档位的开机温度阈值时，控制处理模块2向继电器驱动单元3发送制冷控制信号，继电器驱动单元3通过驱动端dr驱动继电器rl开关闭合，从而驱动压缩机进行工作；当采集的温度降低到对应温度档位的停机温度阈值时，继电器驱动单元3通过驱动端dr驱动继电器rl开关断开，从而控制压缩机停止工作，提高了温度控制的精确度，降低冰箱内温度波动范围，并且结构简单，成本低。

需要说明的是，温度控制电路采用非隔离电源模块1，降低了成本且使电路结构更加紧凑。

进一步地，温度控制电路还包括指示模块9，指示模块9包括指示灯901和指示灯驱动单元902；

指示灯901与指示灯驱动单元902连接，指示灯驱动单元902与控制处理模块2连接。

需要说明的是，指示灯901可以有多个，指示灯901可以指示温度档位信号，也可以指示冰箱工作状态信号等。例如，可以设置7个led指示灯，5个用于指示温度档位的led指示灯，1个用于指示速冻状态的led指示灯、一个用于指示智能模式的led指示灯。

参见图2，是本发明提供的一种温度控制电路的继电器驱动单元的一个实施例的电路原理图。如图2所示，继电器驱动单元3包括第一电阻r25、第二电阻r27、第一开关管q4和第一二极管d5；

第一电阻r25的第一端与制冷控制信号输入端ci连接，第一电阻r25的第二端与第一开关管q4的控制端连接，第一开关管q4的控制端通过第二电阻r27接地，第一开关管q4的第二端接地，第一开关管q4的第一端与第一二极管d5的正极连接，第一二极管d5的负极与供电端vi2连接，第一二极管d5的正极还与制冷驱动端dr1连接。

继电器驱动单元3的工作过程如下：当制冷控制信号输入端ci收到高电平信号时，通过第一电阻r25和第二电阻r27为第一开关管q4提供导通电压，第一开关管q4导通，继电器ry线圈中有电流通过，继电器rl开关闭合，为压缩机提供工作电压，驱动压缩机工作。

优选地，还可以设置rc吸收单元，rc吸收单元包括第三电阻r9和第一电容cx2，第一电容cx2的第一端与继电器rl的开关的第二端连接，第一电容cx2的第二端通过第三电阻r9连接至交流零线。rc吸收单元起到有效抑制干扰的作用。

参见图3，是本发明提供的一种温度控制电路的照明模块7的一个实施例的电路原理图。如图1和图3所示，温度控制电路还包括照明模块7，照明模块7包括led灯串701和led驱动单元702，led驱动单元702包括照明控制信号输入端cr1和照明驱动端dr2；

led灯串701包括正输入端a、负输入端b和m个串联连接的led灯(led81-led8m)；

led灯串701的正输入端a与第二电源输出端vo2连接，led灯串701的负输入端b与led驱动单元702的照明驱动端dr2连接，led驱动单元702的照明控制信号输入端cr1与控制处理模块2连接。

需要说明的是，现有冰箱的照明要么采用白炽灯照明，要么采用led灯板或球泡灯照明，都是和温控器分开设置的，照明和温度控制是两个独立的部件，在材料成本和安装空间上造成一定的浪费。本实施例可以省去照明灯的额外的连接线、灯座和安装盒等材料，降低物料成本和人工安装成本，还节省安装空间。

进一步地，led灯串701还包括第四电阻r37；

led灯串701通过第四电阻r37与led灯串701的正输入端a连接；

led驱动单元702包括第五电阻r45、第六电阻r46和第二开关管q7，第五电阻r45的第一端与照明控制信号输入端cr1连接，第五电阻r45的第二端与第二开关管q7的控制端连接，第二开关管q7的控制端通过第六电阻r46接地，第二开关管q7的第二端接地，第二开关管q7的第一端与照明驱动端dr2连接。

led驱动单元702的工作过程如下：当照明控制信号输入端cr1收到高电平信号时，通过第五电阻r45和第六电阻r46为第二开关管q7提供导通电压，第二开关管q7导通，led串701导通发光。

参见图4，是本发明提供的一种温度控制电路的温度补偿加热模块5的一个实施例的电路原理图。如图1和图4所示，温度控制电路还包括补偿加热驱动模块5，补偿加热驱动模块5包括加热控制信号输入端cr2、三端双向可控硅tr1、第七电阻r33、第八电阻r31、第九电阻r30、第十电阻r29、第二电容c7、第三开关管q5和用于驱动补偿加热器的加热驱动端dr3；

加热控制信号输入端cr2与控制处理模块2连接，第七电阻r33的第一端与加热控制信号输入端cr2连接，第七电阻r33的第二端通过第八电阻r31接地，第七电阻r33的第二端与第三开关管q5的控制端连接，第三开关管q5的第一端接地，第三开关管q5的第二端通过第九电阻r30和第十电阻r29连接至交流零线n，第二电容c7与第十电阻r29并联连接，第二电容c7的第一端与三端双向可控硅tr1的控制端连接，第二电容c7的第二端与三端双向可控硅tr1的第一端连接，三端双向可控硅tr1的第二端与加热驱动端dr3连接。

需要说明的是，补偿加热器是在较低的环境温度下才工作，由于冰箱的冷藏室的温度低而导致温度达不到开机温度阈值，导致压缩机不工作，冷冻室温度上升，此时补偿加热器工作，对冷藏室加热致温度上升到开机温度阈值，压机正常工作，保持冷冻室在低温状态。其中，当冰箱处于速冻模式时，控制处理模块2向补偿加热模块5发送加热控制信号，驱动补偿加热器工作，升高冷藏室温度，当冷藏室温度高于开机温度阈值时，压缩机开始工作，控制处理模块2通过轮流驱动补偿加热器和压缩机工作，从而达到速冻目的。

参见图5，是本发明提供的一种温度控制电路的跳线选择模块的一个实施例的电路原理图。如图1和图5所示，温度控制电路还包括跳线选择模块8；

跳线选择模块8包括电源输入端vi3、第十一电阻r69，第十二电阻r50和n个第十三电阻(r41-r4n)、n根跳线(a1-an)和选择信号输出端cn1；

n个第十三电阻(r41-r4n)串联连接，n根跳线(a1-an)分别与n个第十三电阻(r41-r4n)一一对应并联连接，电源输入端vi3与串联连接的n个第十三电阻(r41-r4n)的第一端连接，串联连接的n个第十三电阻(r41-r4n)的第二端与第十二电阻r50的第一端连接，第十二电阻r50的第二端接地，第十二电阻r50的第一端与第十一电阻r69的第一端连接，第十一电阻r69的第二端与选择信号输出端cn1连接。

需要说明的是，跳线选择模块8通过设置跳线(a1-an)的状态，向控制处理模块2发送不同的选择信号，控制处理模块2根据接收到的选择信号选择相对应的驱动程序驱动压缩机动作，从而可以在不同的跳线状态下驱动不同的压缩机，这样不必专门为压缩机选定与之相匹配的驱动器，降低了成本，简单方便。例如，3根跳线就可以同时驱动8种类型的压缩机。其中，设置跳线状态即为将跳线(a1-an)并联连接到对应的第十三电阻(r41-r4n)的两端，或者将跳线(a1-an)从对应的第十三电阻(r41-r4n)的两端取下。

参见图6，是本发明提供的一种温度控制电路的温度采集模块的一个实施例的电路原理图。如图6所示，温度采集模块6包括三个结构相同的温度采集单元601，温度采集单元601包括用于采集温度信号的温度传感器snr、第十四电阻r10、第十五电阻rs、第三电容c5和温度信号输出端(cn21-cn23)；

温度传感器snr与第十四电阻r10的第一端连接，第十四电阻r10的第二端通过第二电容c5接地，第十四电阻r10的第二端与第十五电阻rs的第一端连接，第十五电阻rs的第二端与第一电源输出端vo1连接，第十五电阻rs的第一端与温度信号输出端(cn21-cn23)连接，温度信号输出端(cn21-cn23)与控制处理模块2连接。

温度采集模块6的工作过程如下：所述三个温度传感器snr分别用于采集蒸发器温度、冷藏室温度和冰箱外环境温度。温度采集模块6将采集到的蒸发器温度信号，冷藏室温度信号和冰箱外环境温度信号发送给控制处理模块2，控制处理模块2根据所述温度信号制作各温度档位对应的开停机温度列表，其包括各温度档位对应的开机温度阈值和停机温度阈值。

参见图7，是本发明提供的一种制冷装置的一个实施例的结构示意图。

本发明提供一种制冷装置，包括温度控制电路、压缩机21、冷凝器22、毛细管23和蒸发器24；

温度控制电路为如前述实施例所述的温度控制电路；

温度控制电路的继电器rl的开关的第二端与压缩机21连接，压缩机21与冷凝器22连接，冷凝器22与毛细管23连接，毛细管23与蒸发器24连接。

本发明还提供了一种冰箱，包括箱体，箱体内设有制冷装置；

制冷装置为如前述实施例的制冷装置。

在具体实施时，温度控制电路中的温度采集模块6实时采集冰箱内外环境的温度并将采集到的温度信号发送给控制处理模块2，用户通过功能按键模块4设置温度档位，控制处理模块2接收功能按键模块4发送的温度设定信号，控制处理模块2根据温度设定信号和采集到的温度信号进行判断，当采集到的温度信号上升到对应温度档位的开机温度阈值时，控制处理模块2向继电器驱动单元3发送制冷控制信号，继电器驱动单元3通过驱动端dr驱动继电器rl开关闭合，从而驱动压缩机进行工作，压缩机21将由蒸发器24冷却成的低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，冷凝器22将由压缩机21压缩成的高温高压气态制冷剂强制冷却成低温高压液态制冷剂，毛细管23将冷凝器22液化的低温高压的液态制冷剂节流降压成低温低压雾状制冷剂，制冷剂进入蒸发器24后迅速蒸发为蒸气，从而达到制冷的目的；当采集的温度降低到对应温度档位的停机温度阈值时，继电器驱动单元3通过驱动端dr驱动继电器rl开关断开，从而控制压缩机停止工作，提高了温度控制的精确度，降低冰箱内温度波动范围，并且结构简单，成本低。

本发明提供的温度控制电路、采用该温度控制电路的制冷装置及采用该制冷装置的冰箱，温度采集模块实时采集冰箱内外环境的温度并将采集到的温度信号发送给控制处理模块，用户通过功能按键模块设置温度档位，控制处理模块接收功能按键模块发送的温度设定信号，控制处理模块根据温度设定信号和采集到的温度信号进行判断，当采集到的温度信号上升到对应温度档位的开机温度阈值时，控制处理模块向继电器驱动单元发送制冷控制信号，继电器驱动单元通过驱动端驱动继电器开关闭合，从而驱动压缩机进行工作；当采集的温度降低到对应温度档位的停机温度阈值时，继电器驱动单元通过驱动端驱动继电器断开，从而控制压缩机停止工作，提高了温度控制的精确度，降低冰箱内温度波动范围，并且结构简单，成本低。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。