专利名称：冰箱电子综合控制器的制作方法
技术领域：
本控制器属于电子控制技术领域。
已有技术状况目前国内冰箱使用的控制器大都采用机械方式，虽部分电冰箱开始使用电子控制。但有如下缺点一、压缩机每次启动时冷藏室的温度固定为4度左右。尽管它的致冷点(压缩机停止时的温度)是可调的，但对某一个制冷点来说温差是固定而不可调的。
二、冰箱在使用中，存在压缩机启动后不停的现象，即使滑动温度调节装置，也无济于事。这由两方面的原因造成一是温度传感器－－热敏电阻，其本身存在着一致性差的弱点(不一致性约20％)，二是调温电位器调节范围太小，仅为工作电压的8.8％，不能控制热敏电阻的误差，从而造成温度调节失控，使压缩机开启后不停。
三、压缩机保护部分，只设置了压敏电阻过压保护，因而只能通过烧保险丝达到被动的保护，(实际线路中保险丝为线路板上一细铜铂，需数十安培方能烧断)保护功能不佳。
四、温控和半自动除霜电路分别由两套类似的线路组成，因而成本增加。
本发明针对国产电冰箱控制部分不同程度地存在着精度不高，一致性差，可靠性、稳定性差，保护动作迟缓，不可靠等弊病以及上述的缺点，设计了一种冰箱电子综合控制电路(简称“电控器”)。优点在于一、设置了补偿式热敏电阻温度取样电路，由R11、W1、W2、W3，构成。它的工作原理是通过调节W1来补偿热敏电阻随温度变化的阻值，使温度采样电压保持在一定范围。W2为除霜点温度微调，W3是弱制冷点温度微调。经计算当热敏电阻不一致性为20％时，调温电位器W1需变化调节电压约10％，就能适应，从而降低了温度失控的概率。再者用W2、W3加以微调补偿，从而克服了热敏电阻一致性不好的缺陷，使每台“电控器”的控温值保持一致。
二、设置了在任意一个制冷温度控制点上，都可以调节温差的电路，以适应冰箱不同的使用要求。这部分电路由W4、R28、R31、R32、D13组成，其工作原理是由R28、R32构成固定比较电压，而D13、R31、W4构成可变反馈电压，这个反馈电压在压缩电机启动时，由于D13负极接IC3－4输出的高电位而断开，压缩机停止时呈低电位，调节W4的阻值，可改变反馈电压的大小，反馈电压和固定比较电压相加后，成为浮动的比较电压，加至IC3－1负输入端，并与加到IC3－1正输入端的热敏电阻温度采样电压进行比较，当温度采样电压(简称Vw)小于比较电压(简称Vb)时，比较器IC3－1输出低电平，发出启动信号，通过或非门IC2－2和抗干扰电路IC2－3，反相器IC3－4输出高电平，(此时，假设或非门IC2－2的另外两个输入端均为低电平)。这个高电平经R14、C5组成的低通滤波器开通晶体管Q1，使继电器J1接通压缩机电源，冰箱启动开始制冷，这时热敏电阻随着温度降低电阻增大，使得Vw逐渐增高，当Vw一旦超过Vb时比较器IC3－1动作，输出高电平，经处理后关断压缩机电源，同时反相器IC3－4输出端的负电平开通D13，使D13，R31，W4组成的回路并联于R32上，降低了比较电压Vb。压缩机停止后，冰箱内温度回升，热敏电阻阻值随着温度回升而减小，其上的采样电压Vw同时降低，只有当Vw减小到Vb时，压缩机才能再一次启动制冷。需要指出的是调节可变电阻W4(温差调节电位器)的阻值，可以改变Vb向下变化的幅度，这种当压缩机启动时不变而压缩机停止时可以调节向下变化幅度的浮动比较电压，实现了在一定制冷点温度不变前提下调节冰箱内温差的功能。
三、在温控电路基础上，附加了少量元件，使得温控电路又具有了半自动除霜功能，附加部分电路为由Q3、Q4、D7、D8、D14、K1、K2及阻容元件等组成的双稳态电路，其工作原理为初始状态时Q4由于基极电容C11的设置呈截止状态，除霜电路不起作用，当按动K1时，Q3瞬时断开，Q4变为导通，双稳状态转换，正6V电压通过Q4的CE结，其中一路由D7加至W1和R11的连接处。这个电压的幅值为
，称为除霜箱位电压，其作用为(一)使调温电位器W1不起作用，消除了由于人为改变W1而影响除霜电路的现象。(二)使热敏电阻在固定电压(箝位电压)和固定电阻(R11、W2一次调好后即不改变)的条件下工作。本设计合理选择R11的值，同时配以W2微调，使热敏电阻不一致性得到补偿，同时工作电流增大，抬高了Vw，超出了比较电压Vb，从而关断压缩机。从晶体管Q4的CE结出来的另一路箝位电压经D14加至D13负端，关断了反馈电压，使Vb固定在一个电压值上，这个电压值就是解除“除霜电路”的电压值。K1为手动除霜按扭，K2为人工中止除霜按扭，J2为除霜加热丝执行继电器。Q4导通时，电热丝加热，冰箱内温度升高，热敏电阻阻值降低，温度采样电压Vw下降，逐渐向Vb靠拢，当Vw一旦低于Vb时，IC3－1输出低电平开机信号，经IC2－2和IC2－3输出低电平，通过D8和R29加至Q3基极，使Q3导通，Q4截止，双稳电路翻转，除霜电路解除，电路转换为控温状态。需要指出的是，启动除霜开关K1时，K1的常开点将＋6伏电压瞬时加至延时电路的C9负端，触发了延时电路，封锁了压缩机，使得在温控电路转变为除霜电路过程中出现的各种干扰信号，对压缩机均不起作用，因而大大提高了除霜电路的可靠性。这种电路设计，使除霜电路达到了这么一种功能，无论压缩机处于开启或停止状态当启动K1时均能使电机停止，同时将W1和W4封锁住，使其不起作用，当箱内温度达到除霜解除点(11度)时，除霜电路自动解除(也可人工解除)，并转换为控温电路。
四、压缩机综合保护电路这部分电路由二部分组成，下面分别叙述。一部分由IC1－1、IC1－2、IC1－3、IC2－1、IC3－2、B2、D1、D2、D3及外围阻容元件等组成过电压、欠电压、过电流控制电路，作用是使压缩机始终工作在预定的电压和电流范围内，一旦电网供电电压超出预定值或压缩机工作电流超出预定值，在短时间内(6－10秒)切断供电电源，待外界电压正常后，再接通电源，其工作原理简述如下，比较器IC1－2为欠压电压比较器，在其正输入端设定比较电压值，这个比较电压与IC1－2负输入端的欠电压采样电压进行比较，采样电压低于比较电压时(外界电压小于预定值)，IC1－2输出高电平，发出关机信号。IC1－3为过电压比较器，其负输入端设定比较电压值与正输入端的采样电压进行比较，采样电压超出比较电压(外界电压超过预定值)，输出高电平发出关机信号。B2、D1、D2构成过电流检测电路，B2初级串联于压缩机绕组回路，其次级由于互感，产生电流采样电压，经D1、D2检波后，在R2上取得分压值(改变这个值可以改变电流控制值)，这个分压值与＋6伏电压相减后送至过电流比较器IC1－1的负端入端，并与其正输入端的比较电压相比较，超出后IC1－1输出高电平关机信号。上述三路关机信号，被送至或非门IC2－1，经R9和C7延时6－10秒(这段时间为避过压缩机起动时的瞬时大电流或电网的短时间干扰信号)后，送至电机保护控制门IC3－2。保护电路的另一部分由IC1－4、Q2及阻容元件构成延时线路，作用是使冰箱在初始加电时、工作时断电以及压缩机停止至下一次起动时、供电电源必须延迟6－10分钟才能加至压缩机，这是冰箱压缩电机的特殊要求，达到这种功能的电路工作原理为当初始加电时，因C9上电压不能突变，自举电路IC1－4输出电压为＋6伏，这个电压大于延时控制门比较电压，使控制门关住，压缩机不能运行，之后，IC1－4输出端＋6V电压经R16衰减后，得到一个略小于＋6伏的电压，这个电压经由R18对C9充电，C9负极电压下降，导致IC1－4输出电压下降，一旦IC1－4输出小于延时控制门比较器IC3－3负端的比较电压时，控制门输出开机信号。由R16、R17、R18和C9构成的充电时间，［时间常数计算公式为T＝(1＋R17／R18＋R17／R16)＊R1＊2C9即为电机延时起动时间。这个电路的特点是Q2既担任了电子开关的任务，又起到了压缩机开启时，锁定延时器作用，工作原理为当Q1断开时(电机停止)，高电平通过C10打开Q2，使C9上的电荷迅速放完，延时电路开始充电，当延时电路在接近终了的临界点时，(延时电压非常接近比较电压时)假设此时IC3－1、IC3－2均发出开机信号，由于时延信号是个长时间缓慢变化的模拟量，很容易在其上迭加各种干扰信号，这种干扰信号会在瞬时触发比较器IC3－3开通之后，又瞬时触发比较器IC3－3关闭，这样会出现电机导通一下又关断的现象，影响冰箱的稳定可靠使用，为解决此问题，设置了正反馈自锁电路，由Q2的BE结和C10构成，其工作原理为，所选择的Q2的BE结反向击穿电压为6－7V，小于C10两端的充电电压(13V)，当IC3－3处于临界触发点时，无论是干扰脉冲还是正常的延时信号一旦使IC3－3触发，开通Q1，接通电机，那么C10两端高电平通过导通的Q1反向加至Q2的BE结，将BE击穿后对C9充电，使C9负端电位迅速呈负向变化，从而使延时电压迅速低于IC3－3比较电压，起到了锁定IC3－3的作用。需指出，本发明采用的电源变压器，功率仅3瓦，电源内阻较大，当J1或J2动作时，变化电流约70mA，这个变化的电流引起同一变压器上电压采样绕组的电压变化，变化幅度达5％以上，折算到220V时变化达11V之多，这个变化电压在实际使用中表现为过压、欠压控制误差，这么大的控制误差在实际使用中是不可取的，解决的办法是设置了可关断的假负载电路，由Q5、Q6、R25、R26、R27构成，关断信号取自R25，当J1或J2工作时，R25上的压降足以使Q5导通，Q6截止，反之，Q5截止Q6导通，选取R27的阻值等效于J1或J2的阻值，这样使得直流供电回路中的电流值始终保持恒定，彻底根除了采样电压随负载变化的现象，从而使得采样电压正确反映了电网电压的变化。
图一所示为“电控器”与冰箱受控部分联接示意图。
控制板2上有控制器件四个温度调节5、温差调节6、除霜启动开关7、除霜停止开关8、它们分别对应图二中的W1、W4、K2、K1、9为除霜指示灯，控制板2通过连接电缆4与线路板1相连，线路板1通过热敏电阻3采取冰箱内的温度变化，经处理后，分别控制冰箱压缩机10和除霜加热丝11，从而使得冰箱正常工作。
权利要求1.一种电冰箱综合控制器属于电子控制技术领域，由补偿式热敏电阻取样电路、比较电压浮动的温度检测线路和双稳态电路构成温度调节、温差调节和除霜电路，其特征在于压缩机保护线路中采用了过压、欠压取样比较电路和延时电路，在精密比较电路中采用了可关断的假负载，在延时电路中采用了PN结反向击穿线路。
2.如权利要求项1所述的电子综合控制器，所述的补偿式热敏电阻取样电路部分，其特征是在热敏电阻供电回路中串联了三个可变电阻W1，W2、W3，W1是温度调节电阻；W2是除霜解除点温度微调；W3是弱制冷点温度微调。
3.如权利要求项1、所述的电子综合控制器所述的比较电压浮动的温度检测线路中的浮动比较电压线路，其特征是由集成块IC3－1、IC3－4，电阻R28、R31、R32，电容C15，可变电阻W4，二极管D13构成一个从IC3－4的输出端经处理及电容C15延时后加至IC3－1负输入端的浮动电压。
4.如权利要求项1、所述的电子综合控制器，所述的温差调节电路，其特征是由可变电阻W4与二极管D13，构成了调节压缩机开机温度电路。
5.如权利要求项1、所述的电子综合控制器，所说的双稳态除霜电路，其特征是由D7、D14构成的
位电路。
6.如权利要求项1、所述的电子综合控制器，所述的延时电路其特征是晶体管Q2和电容器C10组成的电子开关，选择Q2的EB结反向电压为6－7伏。
7.如权利要求项1、5、所述的电子综合控制器，所说的除霜电路其特征是有一个启动开关K1。
8.如权利要求项1、所述的电子综合控制器，所说的精密的过压，欠压采样电路，其特征是一个由晶体管Q5、Q6，电阻R25、R26、R27组成的可关断假负载电路。
专利摘要一个电冰箱电子综合控制器，由补偿式热敏电阻取样电路，比较电压浮动的温度检测线路和双稳态电路构成温度调节、温差调节和除霜功能。采用温差起动控温方式，避免了冰箱采取定温起动方式所存在的夏季高温使用时易不停机和停机时间短以及冬季低温使用时易不开机和停机时间长的缺陷，电流取样电路，过压、欠压精密取样电路和压缩机起动延时电路组成压缩机综合保护系统，保证了压缩机线圈不被烧毁，本控制器设计独特，性能价格比高，具有推广价值。
文档编号F25D29/00GK2060865SQ88206488
公开日1990年8月22日 申请日期1988年6月1日 优先权日1988年6月1日
发明者李明 申请人:李明