专利名称：家用电冰箱压缩机保护用控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型论及一种家用电冰箱压缩机保护的控制电路。
典型的现有技术是目前市场上出售的各种电冰箱保护器。它们主要有以下形式(一)利用555时基电路和RC元件实现通电5－－10分钟延时。(二)利用运算放大器组成的比较器，对电源实现超压和欠压切断保护。(三)以上述两种电路为基础，加入漏电切断电源保护。
本实用新型的目的是提供一种与现有技术相比，可以对电冰箱的某些意外固障进行检测和判断，当认为有故障时，实现相应保护的一种控制电路。
本实用新型提供的控制电路的特征在于对电冰箱的总电流进行取样，经放大整流后送入两个不同参考电压的工作状态比较器，通过与设定的参考电压比较，判断电冰箱压缩机的运行状态。比较信号送入数字逻辑电路，起动不同的压缩机工作延时通道，用设定的压缩机工作在各种状态下所允许的时间与压缩机实际工作时间相比较。压缩机工作时间如小于某状态下的允许时间时，即认为冰箱无固障，压缩机仃机后，逻辑电路自动复位到初始状态。压缩机的实际工作时间大于设定在某状态下允许的时间时，本实用新型控制电路即认为冰箱有固障，逻辑电路动作，根据不同的固障采取相应的保护措施。本实用新型电路的所有保护功能由一个数字逻辑系统实现，并且采用电网频率为时基信号。数字逻辑系统可以根据需要增加压缩机运行电流控制点(每增加一个D触发器、一个非门、一个比较器即可增加一个控制点)。
本实用新型家用电冰箱压缩机保护用控制电路可以实现四种保护功能1、过载保护功能当电冰箱压缩机不能正常起动时，如PTC元件损坏或起动继电器损坏等。或在运行过程中出现过载，如冻堵等。本实用新型控制电路将切断电源保护压缩机。上述两种固障都可能烧毁压缩机。一般家用电冰箱仅靠自身的过载保护继电器保护，而过载保护继电器即使在无固障情况下动作时间也较长，断电时压缩机线圈已升到较高的温度，这样就可能加快线圈的绝缘老化，使压缩机寿命降低。
2、不能正常停机保护当本实用新型控制电路认为电冰箱压缩机不能正常仃时，便实现保护。压缩机不能停机固障主要由于温度控制器有固障、冰箱门未关严、温控器调节旋扭旋到速冻档而忘记旋回、制冷系统固障而不能正常制冷等原因造成。电冰箱出现上述固障时，压缩机只能连续运转，这样不仅消耗了电能且对电冰箱压缩机的寿命也有一定的影响。为防止由于保护器切断电源使冰箱内食物解冻，本实用新型控制电路在实现保护后，将以定时方式间歇向电冰箱供电，实现维持运转。从而起到即保护电冰箱又保护冰箱内食物的作用。
上述两种保护功能不能自动复位，如果需要复位，切断电源片刻再通电即可。
3、通电延时功能如果遇到断电后再来电，本实用新型控制电路便可以将来电时间延迟一定时间再向冰箱供电。
4、电网电压失常保护当电网电压高于一定值或低于一定值时，本实用新型控制电路便可切断电源。电网电压正常后可自动延时通电。
本实用新型家用电冰箱压缩机保护控制电路的实施情况现通过例予参考附图
进行说明。附图是本实用新型家用电冰箱压缩机保护用控制电路的电原理图。
整个电路包括2个具有门控功能用于时基信号整形的施密特与非门IC1和IC2；一个起延时作用的二进制计数器组IC3＋IC4；一个用于对计数器组清零的两触发端下降
触发单稳态触发器IC5；三个分别用于通电延时、不能正常仃机固障判断和保护、过载固障判断和保护的D触发器IC6、IC7、IC10，三个分别用于维持运转、不能正常停机固障保护锁封和过载固障保护锁封的二输入端与非门IC8、IC9、IC11，一个电压不正常保护用反相器IC13，一个三输入端与门IC12，一个电冰箱工作电流取样放大器A2，一个用于电网电压失常保护的双限比较器A1，两个分别用于压缩机正常运转和过载状态判断的比较器A3和A4、取样变压器B、驱动三极管BG、继电器J及一些电阻、电容、二极管构成。电路工作原理如下接通电源瞬间，三个D触发器IC6、IC7和IC10QR端的RC网络将触发器清零、同理计数器组IC3＋IC4也同时被清零。此时IC6、IC7Q端输出低电平，门IC8被锁封输出高电平。IC10Q输出高电平，则与门IC12的三个输入端二个为高电平一个为低电平，输出为低电平，BG截止，继电器处于常开状态，冰箱断电。由于IC6Q端输出高电平，IC1被打开，时基信号经整形后送入计数器组IC3＋IC4，计数器开始计数，当计数器组第十五级输出向高电平跳变时(采50Hz时基，计数器间为214÷300＝5.5分)；IC6翻转，Q端变为高电平，Q变为低电平，此时由于IC12三个输入端全为高电平，则其输出高电平，BG导通，J吸合，冰箱通电。同时，由于Q(IC6)端由高跳向低，则门IC1被锁封，且IC5触发，输出一个清零脉冲，使计数器组清零。如果压缩机不运转，A2检测不到电流信号，比较器A3输出高电平，IC9输出低电平门IC2被封锁，无时基信号进入计数器组，则电路处于初始状态。当压缩机起动时，变压器B检测到电流信号，经次级输出电压信号给A2，A2将信号放大整流滤波后，送入A3和A4进行比较。压缩机刚起动时，由于电流较大，使A3和A4都翻转，如冰箱无固障，电流很快进入正常范围，A4退出翻转，输出高电平，通过与非门IC11使IC10D端处于低电平，则IC10为无效时钟作用状态。A3翻转后，输出低电平，IC9输出高电平。门IC2被打开，IC3＋IC4开始计数，IC7D端为高电平，处于上跳翻转准备状态。IC7发生翻转是当计数器第20级输出由低电平向高电平上跳的时刻，采用50Hz时基，大约经过210÷300＝174.76分钟。如果压缩机一次连续运转小于该设定时间，电流信号消失后，电路重新复位，IC2被关闭，计数器组被清零。当压缩机连续运转时间超过上述设定时间，IC7将发生翻转，Q端输出低电平，与非门IC9被锁封，输出高电平，门IC2被永久打开。同时Q端输出高电平，IC8被打开，由于此时计数器组Q16输出低电平，与非门IC8输出高电平。当计数器再计数到Q16端变为高电平时，约经10.9分钟时，IC8便输出为低电平，继电器J脱开，冰箱断电，压缩机被仃机。再经10.9分后Q16端又变为低电平，继电器吸合，压缩机起动运转。这样循环下去，电冰箱压缩机在本实用新型控制电路的控制下实现开仃比为11的维持运转。
当检测到的电流强度达到使A4翻转时，本控制电路即认为电冰箱压缩机处于过载状态。此时A4输出为低电平，通过与非门IC11，使触发器IC10D端接高电平，IC10便处于上跳翻转准备状态。如过载是起动时发生，则过载时间将与设定的起动时间——计数器第八级输出端Q8上跳所需时间(采用50Hz时基约27÷50＝2.56秒)相比较，过载时间超过此时间时，IC10将翻转，Q输出低电平，继电器脱开，冰箱断电，防止烧毁压缩机。过载如果在压缩机运行时发生，则断电保护时间是随机的(由计数器的状态决定)，但最长保护动作时间为2.56秒。
电源电压超过或低于正常工作电压保护是由双限比较器A1实现。A1将检测到的电源电压与基准电压相比较，当超过所设定的电压范围时，A1翻转，输出高电平，通过对D触发器IC6清零和对计数器组清零使冰箱断电。电网电压正常后，A1复位输出低电平，IC3＋IC4计数，延时一定时间(采用50Hz时基约214÷50＝5.46分)接通电源，实现自动复位。
本实用新型控制电路元件选择和调整本实用新型控制电路可采用CMOS电路、TTL电路或两者的混合形式来实现。本实例选取CMOS和TTL电路的混合形式。其优点为即可减少集成电路的数量，同时又能较好驱动发光二极管指示电路的工作状态。两个受控IC1和IC2及IC5用一块CD4093中的三个门；IC3＋IC4用两块CD4040，采用串接形式构成；触发器IC6、IC7、IC10用两块74LS74；IC8、IC9、IC11和IC13用一块74LS00；IC12用74LS11的一个门，继电器J用触点容量为5A。220
的12V继电器；取样变压器B用小型磁环或小型变压器改制，初级用导线穿过，次级绕40——50匝；其它元件无特殊要求。A1、A2、A3、A4用LM324即可。
本实用新型控制电路有三个部分需要调整。正常工作状态比较器A3的参考电压，调整W3可以设定压缩机正常工作电流起点，为满足各种家用电冰箱的需要，可设定在冰箱电源回路电流为0.35A时，A3翻转。过载状态比较器A4的参考电压，调整W4可设定压缩机过载状态电流起点，可设定在冰箱电源回路电流为1.5A(330W)时，A4翻转。双限比较器电网电压保护范围调整调整W2可设定正常电压范围的大小调整，调整W1保护范围中心点。一般家用冰箱压缩机正常额定工作电压为180V－240V。考虑到给出的数据都有一定余量，则可设定在下限为175V，上限为245V，即在210V为中心点。±16.7％的范围都认为是正常工作电压，超过此范围即实现切断冰箱电源予以保护。
为保证电网电压保护不受电路负载(继电器)的影响，供电变压器应具备两个绕组。一个12
绕组供给数字电路＋5V稳压电源和LM324、继电器所需的＋12V非稳压电源。另一个绕绕组，供双限比较器取样，以保证电网电压失常保护具有足够的保护精度。
权利要求1.一种可实现通电延时、电网电压失常切断、压缩机不能正常仃机保护和压缩机过载保护的家用电冰箱压缩机保护用控制电路，其特征在于具有电冰箱工作电流检测器、工作状态比较器和可以对电冰箱意外固障进行判断、保护的数字逻辑电路组成。
2.根据权利要求1的电路，其特征在于电冰箱电流检测器是利用取样变压器B和运算放大器A2构成。
3.根据权利要求1的电路，其特征在于由工作状态比较器A3和A4、触发器IC7和IC10、计数器组IC3＋IC4组成电冰箱压缩机不能正常仃机和压缩机过载固障判断和保护系统。
4.根据权利要求1的电路，其特征在于通电延时、电网电压失常保护、不能正常停机保护和过载保护四种保护功能仅用一套数字电路实现。
5.根据权利要求1的电路，其特征在于通电延时、过载判断延时和不能正常停机判断延时共用一个计数器组完成。
6.根据权利要求1的电路，其特征在于电冰箱压缩机不能正常停机固障保护，是利用触发器IC7打开与非门IC8，由计数器组IC3＋IC4第十六级输出端Q16控制与非门，再通过与门IC12由晶体管控制继电器J来实现开仃比为11的维持运转。
专利摘要由工作电流检测电路、工作状态比较器、数字计数器和数字逻辑电路组成的家用电冰箱压缩机保护用控制电路。它可实现压缩机不能正常停机和压缩机过载故障判断、同时可实现通电延时和电网电压失常保护功能。过载和不停机保护是将检测到的电冰箱电流信号送入控制电路的故障判断系统，当电路认为有故障时由数字逻辑电路执行保护。过载保护切断电源后不能自动复位。不停机保护采用定时方式间歇向冰箱供电。
文档编号H02H3/24GK2077613SQ9021821
公开日1991年5月22日 申请日期1990年8月19日 优先权日1990年8月19日
发明者田子谦 申请人:田子谦