专利名称：冰箱控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冰箱的控制装置，特别是一种采用电子温控和除霜方式，能自动进行电压保护及调压以及具有多种状态显示功能的冰箱控制器。
目前，市场上冰箱大都存在以下几个问题(1)采用机械温控和除霜方式。由于机械零件的惰性及在加工过程中的误差，使电冰箱温控及除霜等方面常常会出现误功作；开停机的温度控制也不能达到预期要求；机械定时除霜方式，由于除霜周期较长，蒸发器上大部分时间仍有结霜，制冷效率不理想且功耗较大。(2)由于我国电网电压的不稳定，对冰箱压缩机的寿命有一定的影响。目前已有的冰箱限压保护器大都是当欠压或过压时切断电源，使冰箱停止工作，而无自动将欠压或过压调整为正常电压的功能，使冰箱运转率降低。(3)冰箱运转的状态显示，如“伯乐”新推出一种豪华型冰箱，用数码管显示温度，其成本高，且仅具有一种显示功能，而不能显示冰箱运转的其它状态。
针对以上不足，本实用新型的目的是在于设计一种采用稳定可靠的电子温控以及自动除霜方式，可对波动电压在一定范围内进行调整，超过极限时自动断电，并能延时通电，且能显示温度、星级、电压状态、调压状态以及延时状态的多功能冰箱控制器。用以替代了电冰箱中原有的机械温控器，除霜定时器等元器件以及用户自购的各种冰箱限压保护器。
本实用新型包括了温度控制电路，除霜及压缩机控制电路、电压保护及调压电路、温度等级转换电路以及状态显示电路。
温度控制电路由3／4四电压比较器IC2和3／4“4011”四输入与非门IC4等组成。热敏电阻RT1与R29并联后与可调电阻R30串联，并通过R35与IC2比较器Ⅰ的反相输入端以及比较器Ⅱ的正相输入端连接，还通过R36将信号“F”送出。滑动式电位器W与R31并联后通过R32与比较器Ⅰ的正相输入端连接，又通过R33与比较器Ⅱ的反相输入端连接。比较器Ⅰ、Ⅱ的输出端分别接IC4的“S”、“R”两个输入端，与非门Ⅱ的输出端与Ⅲ的输入端连接，与非门Ⅰ、Ⅲ分别与除霜及压缩机控制电路中的“K”和“T”端连接。热敏电阻RT2的一端通过可调电阻R40与IC2的比较器Ⅲ的正相输入端连接，Ⅲ的正相输入端还通过R40与Ⅲ的输出端连接；RT2的另一端通过R42与比较器Ⅲ的反相输入端连接，比较器Ⅲ的输出端通过D15与比较器Ⅰ的正相输入端连接。
除霜及压缩机控制电路由一片双时基两单稳态单元IC3等组成。单稳态Ⅰ的高电平触发端TH1与由C4和R22组成的微分电路连接，低电平触发端TR1与并联的D6和R23连接，输出端OUT1与并联的继电器J2和D11连接。IC3的单稳态Ⅱ的高电平触发端TH2与低电平触发端TR2共同与并联的D12和R25连接，并与C6以及通过R24与G点连接。输出端OUT2与并联的J1和D14连接，并通过R27、R28分别与BG4的基极和集电极连接，BG4的基极还通过R26、D13与G点连接，BG4的发射极与状态显示电路中的LED7连接。D7～D10的正端共接于G点，D7的负端接IC3单稳态Ⅰ的放电端DIS1，D8、D9的负端分别与状态显示电路中的LED3、LED4的负端连接，D10的负端与温控电路中的“T”端连接。J1的常开触点与压缩机YS的一端及启动电容C一端连接(见图7)，J1的常闭触点与J2的常开触点相接，J2的动触点与温度保险丝BX一端连接，BX的另一端与除霜加热器RS的一端连接。
电压保护及调压电路由一片四电压比较器IC1和三极管、继电器等组成。R1、R2、D1、C1和R3组成采样电路。Vk点通过R4与IC1的比较器Ⅰ、Ⅱ的反相输入端连接，Ⅰ、Ⅱ的正相输入端分别通过R10、R11与自己的输出端连接，比较器Ⅰ的输出端接状态显示电路中的LED3，比较器Ⅱ的输出接BG2的基极，BG2的发射极接状态显示电路中的LED4。Vk点还通过R5接比较器Ⅲ的正相输入端和比较器Ⅳ的反相输入端，Ⅳ的正相输入端通过R17与自己的输出端连接。比较器Ⅲ、Ⅳ的输出端分别与D2、D3连接后通过R21与BG2的基极连接，BG2的集电极与并联着的D4和J3连接，并与状态显示电路中的LED5连接。比较器Ⅲ的输出端还通过R20与BG3的基极连接，BG3的集电极与并联着的J4和D5连接，并与状态显示电路中的LED6连接。“M”端接状态显示电路中的LED2。采样电路的“L”、“N”端分别与图7中变压器B绕组n1的①端和②端连接，①端还与J4－1的常开触点、J4－2的常闭触点和J3的常闭触点连接。②端还与压缩机YS的一端以及除霜加热器RS的一端相接。绕组n2的③端与J4－1的动触点连接，n2的④端与J4－2的动触点连接，J4－1的常闭触点、J4－2的常开触点和J3的常开触点三点相连，J3的动触点与J1的动触点连接。
温度等级转换电路由一片四电压比较器IC5等组成。四个比较器的正相输入端共同与温度控制电路中的“F”端连接，五个分压电阻R44～R48间的V1、V2、V3、V4点分别连接四个比较器的反相输入端。四个比较器的输出端分别与状态显示电路中的LED8～LED11连接。
状态显示电路由发光二极管LED1～LED11等组成。LED1正端接V＋，负端接地；LED2串接D101后与LED3、LED4并联，LED2～LED4分别与电压保护及调压电路中的“M”、“H”、“L”端连接；LED5与D102串联后与LED6并联，LED5、LED6的负端分别接电压保护及调压电路中的“L’”、“H’”端；LED7正端接除霜及压缩机控制电路中的“D”端，负端接地；LED8～LED11的负端分别与温度等级转换电路中的“＊”、“＊＊”、“＊＊＊”、“＊＊＊＊”端连接。
以下结合附图对本实用新型的一个具体实施例作详细的描述。
图1冰箱控制器的方框示意图；图2温度控制电路示意图；图3除霜及压缩机控制电路示意图；图4电压保护及调压电路示意图；图5温度等级转换电路示意图；图6状态显示电路示意图；图7调压变压器及继电器触点接线示意图。
温度控制电路由3／4四电压比较器IC2和3／4“4011”四输入与非门IC4等组成。RT1为一负温度系数的热敏电阻，RT1与R29并联后与可调电阻R30串联，并通过R35与IC2的比较器Ⅰ的反相输入端以及比较器Ⅱ的正相输入端连接，还通过R36将信号“F”送出。滑动式电位器W与R31并联后通过R32与比较器Ⅰ的正相输入端连接，又通过R33与比较器Ⅱ的反相输入端连接，比较器Ⅰ、Ⅱ的输出端分别接IC4的“S”、“R”两个输入端，与非门Ⅱ的输出端与Ⅲ的输入端连接，与非门Ⅰ、Ⅲ分别与除霜及压缩机控制电路中的“K”和“T”端连接。热敏电阻RT2的一端通过可调电阻R40与IC2的比较器Ⅲ的正相输入端连接，Ⅲ的正相输入端还通过R49与输出端连接，RT2的另一端通过R42与比较器Ⅲ的反相输入端连接，比较器Ⅲ输出端通过隔离二极管D15与比较器Ⅰ的正相输入端连接。主温控器由IC2的比较器Ⅰ、Ⅱ和IC4的与非门Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成，由RT1担任温度采样，RT1放置在冷冻室内壁左上角。当冷冻室温度变化时在R30上产生一个与温度变化成正比的电压VT，VT经R35输入到IC2的比较器Ⅰ、Ⅱ组成的温度上、下限比较电路的输入端。当温度升高时，VT＞Va＞Vb，IC2的比较器Ⅰ输出端“S”为低电平，比较器Ⅱ的输出端“R”为高电平，这时由IC4的与非门Ⅰ、Ⅱ组成的R－S触发器输出端“K”为高电平，“T”端也为高电平，设该状态为开机信号；当VT＜Va＞Vb时，“S”端为高电平，“R”端为高电平，这时R－S触发器输出端“K”和“T”均保持不变，即仍均为高电平；当VT＜Va＜Vb时，“S”端仍为高电平，“R”端变为低电平。这时“K”、“T”端转变成低电平，设该状态为停机信号。调整R32、R33可改变温度控制范围，拨动滑动式电位器W可调节冷冻强度。IC2的比较器Ⅲ组成了辅助温度控制电路即冷藏室温度控制电路。由于电冰箱冷藏室温度取决于箱体结构所产生的一定的冷气分配量，常况下(一般指室温较低、冷藏门开启次数较少或冷藏物少)冷藏室均能保持在标准平均温度之内。但在炎热的夏季或冷藏室门开启次数较多，将引起冷藏室内温度急剧上升，这时冷冻室内温度无多大变化，RT1无反应，主温控器达不到开车温度。而RT2变化，辅助温度控制电路则起到当冷藏室温度上升10℃时(部颁“家用电冰箱测试标准”SG215－84”要求冷藏室平均温度在0～5℃，最高不大于10℃)，迫使电路进入开车状态，这时机械温控系统所不及的。RT2放置在冷藏室上部内壁上角，VT′与温度成正比，VT′经R42输入到IC2的比较器Ⅲ的反相输入端，调整R40使VC等于＋10℃时的VT′值。当VT′上升大于VC时，比较器Ⅲ输出端为低电平，这时Va点也变为低电平(约0.7V)，远低于VT，R－S触发器“K”、“T”端均变为高电平(开机信号)。电路中C7、C8、C9、C10均为抗干扰所设，R31与W并联可使调节线性改良。
除霜及压缩机控制电路由一片双时基“556”两单稳态IC3等组成。单稳态Ⅰ的高电平触发端TH1与由C4和R22组成的微分电路连接，低电平触发端TR1与并联的D6和R23连接，输出端OUT1与并联着的继电器J2和D11连接。IC3的单稳态Ⅱ的高电平触发端TH2与低电平触发端TR2共同与并联的D12和R25连接，并与C6以及通过R24与G点连接。输出端OUT2与并联的J1和D14连接，并通过R27、R28分别与BG4的基极和集电极连接，BG4的基极还通过R26、D13与G点连接，BG4的发射极与状态显示电路中的LED7连接。D7、D8、D9、D10的正端共接于G点，D7的负端与IC3的单稳态Ⅰ的放电端DIS1端连接；D8、D9的负端分别与状态显示电路中的LED3、LED4的负端连接；D10的负端与温控电路中的“T”端连接。J1的常开触点与压缩机YS的一端及启动电容C一端连接(见图7)，J1的常闭触点与J2的常开触点相接，J2的动触点与温度保险丝BX一端连接，BX的另一端与除霜加热器RS的一端连接。常况下，IC3的单稳态Ⅰ的TH1为低电平，OUT1为高电平，TR1端电位约等于电源电压V＋，电路处于截止状态，继电器J2为释放状态。当“K”端输入一个开机信号，即高电平时，经C4和R22组成的微分电路形成一个正延脉冲触发信号，进入TH1，使OUT1变为低电平，J2吸合，接通除霜加热器RS进行除霜，其除霜时间t可根据不同的冰箱，设定在60S－200S之间，t＝1.1R23·C5。当C5上电位，即TR1端经R23与OUT1低电位放电至1／3V＋时，电路恢复截止状态，这时除霜完毕。压缩机控制电路由IC3的另一单稳态Ⅱ组成的“开机定时t高电平脉冲单稳态电路”，设控制器处于开机状态，若刚接上电源，TR2、TH2为低电平，OUT2为高电平，经时间t＝1.1R25·C6后，TR2、TH2电位上升到2／3V＋时，OUT2导通，J1吸合，接通压缩机工作。D12的作用是断电后使C6迅速放电进入预备状态，从而实现延时功能，保护压缩机不会被短时断供电产生的压差过大而造成损坏。G点为箝位点，即D7、D8、D9、D10的负端，其中任一端出现低电位时，G点就为低电平，C6经限流电阻R24放电后为低电平，OUT2转为高电平，J1释放，压缩机停，从而达到控制的目的。BG4为延时指示电路，当电路进入延时状态时OUT2截止，G电位等于TH2、TR2端电位，BG4导通，状态显示电路中的LED7导通，点亮；当延时结束OUT2为低电平时，BG4截止，LED7不亮；当G点受其它部分控制进入低电位，BG4也截止。
电压保护及调压电路由一片“339”四电压比较器IC1和三极管BG1、BG2、BG3以及继电器J3、J4等组成。R1、R2、D1、C1和R3组成采样电路，VK点通过R4与IC1的比较器Ⅰ、Ⅱ的反相输入端连接，Ⅰ、Ⅱ的正相输入端分别通过R10、R11与各自的输出端连接，比较器Ⅰ的输出接状态显示电路中的LED3；比较器Ⅱ的输出接BG2的基极。BG2的发射极接状态显示电路中的LED4。VK点还通过R5接比较器Ⅲ的正相输入端和比较器Ⅳ的反相输入端，Ⅳ的正相输入端通过R17与输出端连接。比较器Ⅲ、Ⅳ的输出端分别与D2、D3连接后通过R21与BG2的基极相连，BG2的集电极与并联着的D4和J3连接，并与状态显示电路中的LED5连接。比较器Ⅲ的输出端还通过R20与BG3的基极连接，BG3的集电极与并联着的J4和D5连接，并与状态显示电路中的LED6连接。“M”端接状态显示电路中的LED2。采样电路的“L”、“N”端分别与图7中变压器B绕组n1的①端和②端连接。①端还与J4－1的常开触点、J4－2的常闭触点和J3的常闭触点连接。②端还与压缩机YS的一端以及除霜加热器RS的一端相接。 绕组n2的③端与J4－1的动触点连接，n2的④端与J4－2的动触点连接，J4－1的常闭触点、J4－2的常开触点和J3的常开触点三点相连，J3的动触点与J1的动触点连接。由R1、R2、D1、C1和R3组成的采样电路，用于监视电网电压高低变化，市电经R1、R2限流和D1、C1整流滤波后在R3上形成电压VK，VK经R4输入到由IC1中比较器Ⅰ、Ⅱ组成的电压比较电路，并带有滞后特征，调整R10、R11，使滞后电压约为50mV左右即可。当市电正常时VK介于比较器Ⅰ、Ⅱ两正相输入端电位之间，Ⅰ、Ⅱ均为截止状态，两输出端“H”、“L”均为高电位，LED3、LED4不亮，V＋经R102、D101使LED2导通点亮(见图7)，指示“电压正常”。当市电过高VK高于比较器Ⅰ的正相输入端电位时，Ⅰ输出端“H”为低电位，LED3点亮，指示“电压过高”，这时LED3上的压降为1.8～2.2V，不足使LED2和D101(压降约为(1.8～2.2)＋0.7≈2.5～2.9V)导通，LED2灭。同时除霜及压缩机控制电路中的G点变为低电位，压缩机停机。调整R7可改变高电压保护值。同理，当市电过低时，VK低于比较器Ⅱ的正向输入端电位时，Ⅱ的输出端高电位，BG1导通，“L”为低电位，LED4点亮，指示“电压过低”，LED2灭，G为低电位，也迫使压缩机停机。同样，由比较器Ⅲ、Ⅳ组成的调压电压比较电路，当VK上升时，比较器Ⅲ的输出端呈高电位，BG2、BG3均导通，J3、J4均吸合(见图7)，n2绕组反向串接在负载回路中，从而起到降压作用，降压值由n2决定，这时LED6点亮，指示“高压调整”；由于LED6上压降不足以使LED5、D102导通，故LED5不亮。当VK下降时，比较器Ⅳ输出端呈高电位，BG2导通，J3吸合(见图7)，n2绕组同相串联在负载回路中，从而起到升压作用，升压值由n2决定，这时LED5点亮，指示“低压补偿”。例冰箱实际工作电压约在187V～242V之间，当电压超过245V时，本电路可降低25V为220V；当电压低于180V时，本电路又可提高20V为200V。
温度等级转换电路由一片“339”四电压比较器IC5等组成。四个比较器的正相输入端共同与温度控制电路中的“F”端连接。五个分压电阻R44～R48间的V1、V2、V3、V4点分别连接四个比较器的反相输入端。四个比较器的输出端分别与状态显示电路中的LED8～LED11的负端连接。温度控制电路中的VT经F点输入IC5比较器所有的正相输入端，温度下降时VT也下降，当VT＜V1时，比较器Ⅰ导通，LED8点亮，以此类推，当VT＜V4时，LED8～LED11均点亮。等级划分可按厂家要求，一般按每－6℃分一档，即＊－6℃、＊＊－12℃、＊＊＊－18℃、＊＊＊＊－24℃。调整R44～R48可改变每档之间的温度差，实际使用时可按冰箱的星级增减位数。
状态显示电路主要由发光二极管LED1～LED11以及D101、D102等组成。LED1正端通过R101接电源V＋，指示“冰箱通电”，LED2与D101串接后又与LED3、LED4并联，LED2、LED3、LED4分别与电压保护及调压电路中的“M”、“H”、“L”输出端连接，LED2亮指示“电压正常”；LED3亮指示“电压过高”，LED4亮指示“电压过低”。LED5与D102串联后与LED6并联，LED5、LED6分别与电压保护与调压电路中的“L′”、“H′”端连接，LED5亮指示“低压补偿”；LED6亮指示“高压调整”。LED7的正端与除霜及压缩机控制电路中的“D”端连接，LED7亮指示“开机延时”。LED8～LED11分别接温度等级转换电路中的“＊”、“＊＊”、“＊＊＊”、“＊＊＊＊”端，指示“＊－6℃”、“＊＊－12℃”、“＊＊＊－18℃”、“＊＊＊＊－24℃”。
本实用新型有以下特点(1)采用电子温控和除霜方式，较之机械方式要更为稳定、精确，使冰箱的蒸发器始终处于基本无霜的状态，有效地提高了制冷效率，节省电耗，初步计算可节电10～15％。
(2)采用电压调压、保护方式，可在一定范围内自动调整过高或过低的电压，使冰箱的运转率提高；当电压超出一定范围时，能瞬间使压缩机停机，响应速度为5～15ms，当恢复正常后经过5～10分钟又能自动通电运行，从而保护了压缩机免遭损坏，大大地提高了压缩机的寿命。
(3)采用LED组合成多种状态的显示，直观效果好，昼夜均可一目了然，成本较低，大大方便了用户。
(4)本控制器为一种电子多功能组合装置，可根据冰箱的制冷和除霜方式，根据使用者的需要任意组合。如直冷有霜式冰箱采用本装置时可去掉“自动除霜功能”；用于单门冰箱时，则可去掉“辅助温度控制电路”。
权利要求1.一种冰箱控制器，其特征在于这种冰箱控制器是由温度控制电路，除霜及压缩机控制电路、电压保护及调压电路、温度等级转换电路以及状态显示电路所组成(1)温度控制电路由3/4四电压比较器IC2和3/4“4011”四输入与非门IC4等组成。热敏电阻RT1与R29并联后与可调电阻R30串联，并通过R35与IC2比较器Ⅰ的反相输入端以及比较器Ⅱ的正相输入端连接，还通过R36将信号“F”送出。滑动式电位器W与R31并联后通过R32与比较器Ⅰ的正相输入端连接，又通过R33与比较器Ⅱ的反相输入端连接。比较器Ⅰ、Ⅱ的输出端分别接IC4的“S”、“R”两个输入端，与非门Ⅱ的输出端与Ⅲ的输入端连接，与非门Ⅰ、Ⅲ分别与除霜及压缩机控制电路中的“K”和“T”端连接。热敏电阻RT2的一端通过可调电阻R40与IC2的比较器Ⅲ的正相输入端连接，Ⅲ的正相输入端还通过R49与Ⅲ的输出端连接；RT2的另一端通过R42与比较器的Ⅲ的反相输入端连接，比较器Ⅲ的输出端通过D15与比较器Ⅰ的正相输入端连接；(2)除霜及压缩机控制电路由一片双时基两单稳态单元IC3等组成。单稳态Ⅰ的高电平触发端TH1与由C4和R22组成的微分电路连接，低电平触发端TR1与并联的D6和R25连接，输出端OUT1与并联的继电器J2和D11连接。IC3的单稳态Ⅱ的高电平触发端TH2与低电平触发端TR2共同与并联的D12和R25连接，并与C6以及通过R24与G点连接。输出端OUT2与并联的J1和D14连接，并通过R27、R28分别与BG4的基极和集电极连接，BG4的基极还通过R26、D13与G点连接，BG4的发射极与状态显示电路中的LED7连接。D7～D10的正端共接于G点，D7的负端接IC3单稳态Ⅰ的放电端DIS1，D8、D9的负端分别与状态显示电路中的LED3、LED4的负端连接，D10的负端与温控电路中的“T”端连接。J1的常开触点与压缩机YS的一端及启动电容C一端连接(见图7)，J1的常闭触点与J2的常开触点相接，J2的动触点与温度保险丝BX的一端连接，BX的另一端与除霜加热器RS的一端连接；(3)电压保护及调压电路由一片四电压比较器IC1和三极管、继电器等组成。R1、R2、D1、C1和R3组成采样电路。VK点通过R4与IC1的比较器Ⅰ、Ⅱ的反相输入端连接，Ⅰ、Ⅱ的正相输入端分别通过R10、R11与自己的输出端相接，比较器Ⅰ的输出端接状态显示电路中的LED3，比较器Ⅱ的输出接BG2的基极，BG2的发射极接状态显示电路中的LED4。VK点还通过R5接比较器Ⅲ的正相输入端和比较器Ⅳ的反相输入端，Ⅳ的正相输入端通过R17与自己的输出端连接。比较器Ⅲ、Ⅳ的输出端分别与D2、D3连接后通过R21与BG2的基极连接，BG2的集电极与并联着的D4和J3连接，并与状态显示电路中的LED5的连接。比较器Ⅲ的输出端还通过R20与BG3的基极连接，BG3的集电极与并联着的J4和D5连接，并与状态显示电路中的LED6连接。“M”端接状态显示电路中的LED2。采样电路中的“L”、“N”端分别与图7中变压器B绕组n1的①端和②端连接，①端还与J4-1的常开触点、J4-2的常闭触点和J3的常闭触点连接。②端还与压缩机YS的一端以及除霜加热器RS的一端相接。绕组n2的③端与J4-1的动触点连接，n2的④端与J4-2的动触点连接，J4-1的常闭触点、J4-2的常开触点和J3的常开触点三点相连，J3的动触点与J1的动触点连接；(4)温度等级转换电路由一片四电压比较器IC5等组成。四个比较器的正相输入端共同与温度控制电路中的“F”端连接，五个分压电阻R44～R48间的V1、V2、V3、V4点，分别连接四个比较器的反相输入端。四个比较器的输入端分别与状态显示电路中的LED8～LED11连接；(5)状态显示电路由发光二极管LED1～LED11等组成。LED1正端接V+，负端接地；LED2串接D101后与LED3、LED4并联，LED2～LED4分别与电压保护及调压电路中的“M”、“H”、“L”端连接；LED5与D102串联后与LED6并联，LED5、LED6的负端分别接电压保护及调压电路中的“D”端，负端接地；LED8～LED11的负端分别与温度等级转换电路中的“＊”、“＊＊”、“＊＊＊”、“＊＊＊＊”端连接；
专利摘要本实用新型涉及一种冰箱的控制装置，特别是一种采用电子温控和除霜方式，能自动进行电压保护及调压以及具有多种状态显示功能的冰箱控制器。本实用新型由温度控制电路、除霜及压缩机控制电路、电压保护及调压电路、温度等级转换电路及状态显示电路组成。可替代冰箱中原有的机械温控器、除霜定时器等以及用户自购的各种冰箱限压保护器，使制冷效率提高，大大延长了压缩机的寿命，节省电耗，且可根据用户需要任意组合各种功能。
文档编号F25D29/00GK2079274SQ9021850
公开日1991年6月19日 申请日期1990年8月23日 优先权日1990年8月23日
发明者张锦, 杨剑年 申请人:张锦, 杨剑年