专利名称：一种电子温度控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冷冻设备技术领域，尤其涉及一种电子温度控制器。
背景技术：
传统的冰箱、冷柜等冷冻设备多数采用控制精度不高的机械式温度控制 器，随着近几年电子技术的发展逐渐采用了电子显示和操作面板，而完全采用 电子式控制的温度控制器是近一两年才被应用的，但多数是采用功能相对单一 的控制芯片，以满足特定的功能需要。
传统的冷冻设备的控制器，由于只能设定一个温度区间(冷藏或冷冻)， 所以当温度控制器设定在冷冻温度区间时，则需要压縮机频繁启停甚至持续运 行，才能保证相对低温，而压縮机的频繁启停及持续运行是非常浪费电能的。 但如果一开始就让温度设定在冷藏温区，当被冷藏物品刚放入柜内时，温度还 较高，如不进行一定冷冻处理，不利于长时间保存。目前市面上有些冷冻设备 的温度控制器设计了两个温控点，但需要人为的开关切换才能实现。并且采用 上述方案的电子温度控制器，多数都是采用简易的专用芯片进行控制，尽管成 本较低，但控制方式复杂，而且采用模拟方式，控制精度不高。这些温度控制 器极少有温度显示装置，即使有，线路也较为复杂。温度的设定方式采用旋钮 式，尽管运行时可以在对应的温控点进行控制，但是设定值不是固定的，只是 在刻度的近似范围内。
另外目前少数温度控制器产品也考虑了宽电压输入的问题，并且有采用开 关电源方案的，但是对于超欠压保护方面，较多采用开关电源芯片自身的特性， 在输入超欠压时切断电源的输出，这样整个温度控制器均无法正常工作。也有部分产品考虑超欠压保护，利用传统电源模式中变压器输出正比例于输入的特 性，利用复杂的取样比较电路来实现超欠压控制，但这样一来温度控制器失去 了宽电压工作的特点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种电子温度控制器，能够实现对冷冻设备温 度的精确控制，达到节能的目的，并且电子温度控制器的供电系统能够使得电 子温度控制器在较为恶劣的电压条件下也可以正常工作。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案-
一种电子温度控制器，适用于冷冻设备，包括门开关、门开关信号检测电 路、冷冻设备温度传感器、冷冻设备温度传感器检测电路、控制单片机、压縮 机驱动电路和压縮机开关，
所述门开关、所述门开关信号检测电路与所述控制单片机依次连接，所述 门开关信号检测电路用于检测所述门开关的状态信息并发送给所述控制单片 机，所述控制单片机用于根据获取的所述门开关的状态信息判断所述冷冻设备
是否转换节能模式；
所述冷冻设备温度传感器、所述冷冻设备温度传感器检测电路、所述控制 单片机与所述压縮机驱动电路依次连接，所述冷冻设备温度传感器用于获取所 述冷冻设备的温度并发送给所述冷冻设备温度传感器检测电路，所述控制单片 机用于根据从所述冷冻设备温度传感器检测电路获取的所述冷冻设备的温度 信息来判断是否启动压縮机，并通过所述压縮机驱动电路驱动所述压缩机开 关。
还包括节能按键，所述节能按键与所述控制单片机连接，用于所述控制单 片机根据所述节能按键发送的信号判断所述冷冻设备是否转换节能模式。
还包括数码管、LED指示电路和蜂鸣器电路，所述数码管、LED指示电路和蜂鸣器电路与所述控制单片机连接，所述数码管用于从所述控制单片机获取 所述冷冻设备的温度、故障时的故障代码和菜单状态下显示菜单项信息并显
示，所述LED指示电路和蜂鸣器电路用于显示运行状态及声音提示。
还包括开关电源转换电路，所述开关电源转换电路与输入电源连接，用于
将输入电源的电压转换成恒定的电压，提供给蜂鸣器电路、照明驱动电路、蒸
发器风扇电机驱动电路和压縮机驱动电路。
还包括稳压芯片，所述稳压芯片与所述开关电源转换电路连接，用于将所
述开关电源转换电路输出的电压进行转换，提供给所述控制单片机、数码管和
外围电路。
还包括整流器和分压电路，所述整流器一端连接输入电源， 一端连接所述 分压电路，所述分压电路的另一端与所述控制单片机连接，所述整流器用于将 所述输入电源转换成直流，所述分压电路用于对所述整流器出来的电压进行分 压，使得进入所述控制单片机的电压低于从所述稳压芯片出来的电压。
所述控制单片机包括AD转换管脚，所述AD转换管脚用于获得从所述分压 电路出来的电压信号，并转换成数字信号，提供给所述控制单片机判断是否断 开所述压縮机开关。
还包括存储芯片，所述存储芯片和所述控制单片机连接，用于记录系统运 行参数和状态。
还包括存取端口，所述存储芯片和所述存取端口连接，用于和外部存储单 元进行数据交互。
还包括照明驱动电路、照明开关、蒸发器风扇电机驱动电路和蒸发器风扇 电机开关，所述照明驱动电路和照明开关与所述控制单片机连接，用于控制照 明设备，所述蒸发器风扇电机驱动电路和蒸发器风扇电机开关与所述控制单片 机连接，用于控制蒸发器风扇电机。
还包括冷凝器温度传感器和冷凝器温度传感器检测电路，所述冷凝器温度传感器和冷凝器温度传感器检测电路与所述控制单片机连接，用于监控冷凝器 的运行状态。
采用了本实用新型的技术方案，由于是采用单片机系统，首先可以很轻松 的设定两个不同的温区，且温度是固定值，温度控制器运行时，通过单片机的
控制，可以精确地实现在预设温度值附近启停压縮机达到控制温度的目的；并 且两种运行状态转换也容易实现，除人工通过按键切换外，也可以由单片机判 断长时间未开门而进入节能状态；由于既采用了可以适应宽电压输入的开关电 源模式，又巧妙地直接利用输入进行比例分压，并输入单片机AD转换管脚， 转换成数字信号在单片机内部进行程序比较，避免了复杂的硬件电路，提高了 系统的可靠性。
图l是本实用新型具体实施方式
中电子温度控制器的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。 本实用新型技术方案的主要思想是通过单片机控制系统，结合温度传感器 和门开关等部件，采集冷冻设备内部的温度状态及一定时间内冷冻设备门开关 的次数等信息，与预先设定的参数进行判别及运算，从而控制冷冻设备工作是 在正常模式还是冷藏状态下。此外通过与单片机相连的数码管显示屏将当前的 温度或者告警信息显示出来，压縮机、冷凝器等负载的运行状态通过LED进行 指示。预设的参数可以透过按键进行在线修改，修改的信息可以通过数码管显 示出来；或者通过外部程序烧写器，对所有参数进行修改，并且在运行过程中 可以随时进入参数设定状态查看当前各个参数的信息。
8图1是本实用新型具体实施方式
中电子温度控制器的电气原理图。如图1
所示，该电子温度控制器包括门开关K1、门开关信号检测电路IN1、冷冻设备 温度传感器S1、冷冻设备温度传感器检测电路IN2、冷凝器温度传感器S2、 冷凝器温度传感器检测电路IN3、控制单片机IC1、照明驱动电路0UT1、照明 开关J1、蒸发器风扇电机驱动电路0UT2、蒸发器风扇电机开关J2、压縮机驱 动电路0UT3、压縮机开关J3、按键SW1 4、数码管SEG1、 LED指示电路LED广3、 蜂鸣器电路BUZ1、开关电源转换电路P1、稳压芯片IC3、整流器BR1、分压电 路V1、存储芯片IC3、存取端口IN4，
门开关Kl、门开关信号检测电路IN1与控制单片机IC1依次连接，门开 关信号检测电路IN1检测门开关Kl的状态信息并发送给控制单片机IC1，控 制单片机IC1根据获取的门开关Kl的状态信息判断冷冻设备是否转换节能模 式。
冷冻设备温度传感器S1、冷冻设备温度传感器检测电路IN2、控制单片机 IC1与压縮机驱动电路0UT3依次连接，冷冻设备温度传感器Sl获取冷冻设备 的温度并发送给冷冻设备温度传感器检测电路IN2，控制单片机IC1根据从冷 冻设备温度传感器检测电路IN2获取的冷冻设备的温度信息来判断是否启动 压縮机，并通过压縮机驱动电路驱动压縮机开关。
按键SW1 4包括节能按键，节能按键与控制单片机连接，控制单片机根据 节能按键发送的信号判断冷冻设备是否转换节能模式。
数码管SEG1、 LED指示电路LED广3和蜂鸣器电路BUZ1与控制单片机IC1 连接，数码管SEG1从控制单片机IC1获取冷冻设备的温度、故障时的故障代 码和菜单状态下显示菜单项信息并显示，LED指示电路LED1 3和蜂鸣器电路 BUZ1显示运行状态及声音提示。
开关电源转换电路P1与输入电源ACPLUG连接，将输入电源ACPLUG的电 压转换成恒定的电压，提供给蜂鸣器电路BUZ1、照明驱动电路0UT1、蒸发器风扇电机驱动电路0UT2和压缩机驱动电路0UT3。
稳压芯片IC2与开关电源转换电路Pl连接，将开关电源转换电路Pl输出 的电压进行转换，提供给控制单片机IC1和数码管SEG1。
整流器BR1—端连接输入电源ACPL11G， 一端连接分压电路V1，分压电路 VI的另一端与控制单片机IC1连接，整流器BR1将输入电源ACPLUG转换成直 流，分压电路VI对整流器BR1出来的电压进行分压，使得进入控制单片机IC1 的电压低于从稳压芯片出来的电压。
控制单片机IC1包括AD转换管脚，AD转换管脚获得从分压电路出来的电 流信号，并转换成数字信号，提供给控制单片机工C1判断是否断开压縮机开关 J3。
存储芯片IC3和控制单片机IC1连接，记录系统运行参数和状态，存储芯 片IC1和存取端口 IN4连接，和外部存储单元进行数据交互。
照明驱动电路0UT1和照明开关J3与控制单片机IC1连接，控制照明设备， 蒸发器风扇电机驱动电路0UT2和蒸发器风扇电机开关J2与控制单片机连接， 控制蒸发器风扇电机。
冷凝器温度传感器S2和冷凝器温度传感器检测电路IN3与控制单片机 IC1连接，监控冷凝器的运行状态。
为控制冷冻设备的工作状态，达到节能效果，由门开关K1、门开关信号检 测电路IN1、冷冻设备温度传感器S1、冷冻设备温度传感器检测电路IN2和控制 单片机IC1等组成检测电路，并且结合按键(SW广4)的适用情况，来判断是否 应该进入节能模式。进入节能方式有两种， 一种是按下SW1 4中对应的节能按 键，温度控制器强行进入节能模式；另一种就是当冷冻设备持续关门时间超过 设定的tES (比如默认值2小时)值，贝抽控制单片机ICl控制自动进入节能模 式，这需要控制单片机从门开关信号检测电路IN1对门开关的状态取样，并在 内部进行计时。如果在进入节能模式后，冷冻设备频繁开门(半小时内开门次数超过2次)， 则自动退出节能模式，返回正常模式，此时控制单片机IC1依然需要从门开关 信号检测电路IN1对门开关的状态取样，判断是否开门，或者每半小时内开门 的次数；或者在节能模式下再次按节能按键，强行退出节能模式。
不论在何种模式下，都需要通过冷冻设备温度传感器检测电路IN2采集冷 冻设备温度传感器S1探测到的冷冻设备温度，在正常模式下，温度升高到CIN 温度点，控制单片机IC1通过压縮机驱动电路0UT3，驱动压縮机开关J3闭合，启 动压縮机M。工作一定时间后，温度降低到CON温度点，控制单片机IC1通过压 缩机驱动电路0UT3，驱动压縮机开关J3断开，停止压縮机M，如此循环。
当在节能模式下，压缩机M的启停温度点调整为CIS、 COS，启停规律同正 常模式。不论何种模式，控制单片机IC1都会把冷冻设备温度传感器S1探测到 的温度，实时的显示在数码管SEG1上。
为了解决宽电压输入的问题，本具体实施方式
中的温度控制器采用了开关 电源转换电路P1，保证了尽管输入电压变化很大，但是输出的VDD电压是恒定 的，该VDD电压用来驱动蜂鸣器电路、照明驱动电路、蒸发器风扇电机驱动电
路和压缩机驱动电路。
VDD电压进一步通过稳压芯片IC3，获得电压VCC，用来驱动控制单片机IC1、 数码管SEG1及其他外围电路，包括保证控制单片机IC1正常工作、以及保证和 控制单片机IC1相连的电路能正常工作的所有电阻、电容、二极管、三极管组 成的电路。
本实施方式还设计了 一个检测电路，首先将输入电流经过整流器BR1转换 为直流，然后经分压电路V1进行分压，使其输入控制单片机IC1的电压低于VCC 电压，避免电压过高烧毁控制单片机IC1。这里需要将从分压电路V1出来的电 压信号输入到单片专用的AD转换管脚，通过这种方式可以将电网的输入电压， 转化为可以为控制单片机IC1识别的数字量，并与预先设定的电压值进行比较，当判断出输入电压超限时，则控制单片机IC1会通过压縮机驱动电路0UT3，驱动 压縮机开关J3断幵，从而切断压縮机M与电网的联系。
还有存储芯片IC2和控制单片机IC1连接，将设置的系统运行参数和状态 记录下来，当系统异常断电，所记录的参数也不会丢失，当系统供电恢复，系 统仍可按断电前状态运行。
另外，此系统和存取端口 IN4配合，当通电时控制单片机IC1检测到存取 端口 IN4有外接外部存储单元，则系统进入存储器读写程序，借助控制单片机 IC1可以将外部存储单元的内容批量写入存储芯片IC2中，也可以将存储芯片 IC2的内容写入外部存储单元中。读写程序结束，则进入正常程序状态，在系 统运行过程中不会再进入存储器读写程序，除非再次通电启动。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范 围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实 用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1、一种电子温度控制器，适用于冷冻设备，其特征在于，包括门开关、门开关信号检测电路、冷冻设备温度传感器、冷冻设备温度传感器检测电路、控制单片机、压缩机驱动电路和压缩机开关，所述门开关、所述门开关信号检测电路与所述控制单片机依次连接，所述门开关信号检测电路用于检测所述门开关的状态信息并发送给所述控制单片机，所述控制单片机用于根据获取的所述门开关的状态信息判断所述冷冻设备是否转换节能模式；所述冷冻设备温度传感器、所述冷冻设备温度传感器检测电路、所述控制单片机与所述压缩机驱动电路依次连接，所述冷冻设备温度传感器用于获取所述冷冻设备的温度并发送给所述冷冻设备温度传感器检测电路，所述控制单片机用于根据从所述冷冻设备温度传感器检测电路获取的所述冷冻设备的温度信息来判断是否启动压缩机，并通过所述压缩机驱动电路驱动所述压缩机开关。
2、 根据权利要求l所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括节 能按键，所述节能按键与所述控制单片机连接，用于所述控制单片机根据所述 节能按键发送的信号判断所述冷冻设备是否转换节能模式。
3、 根据权利要求l所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括数 码管、LED指示电路和蜂鸣器电路，所述数码管、LED指示电路和蜂鸣器电路 与所述控制单片机连接，所述数码管用于从所述控制单片机获取所述冷冻设备 的温度、故障时的故障代码和菜单状态下显示菜单项信息并显示，所述LED 指示电路和蜂鸣器电路用于显示运行状态及声音提示。
4、 根据权利要求l所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括开 关电源转换电路，所述开关电源转换电路与输入电源连接，用于将输入电源的电压转换成恒定的电压，提供给蜂鸣器电路、照明驱动电路、蒸发器风扇电机 驱动电路和压缩机驱动电路。
5、 根据权利要求4所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括稳 压芯片，所述稳压芯片与所述开关电源转换电路连接，用于将所述开关电源转 换电路输出的电压进行转换，提供给所述控制单片机、数码管和外围电路。
6、 根据权利要求5所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括整 流器和分压电路，所述整流器一端连接输入电源， 一端连接所述分压电路，所 述分压电路的另一端与所述控制单片机连接，所述整流器用于将所述输入电源 转换成直流，所述分压电路用于对所述整流器出来的电压进行分压，使得进入 所述控制单片机的电压低于从所述稳压芯片出来的电压。
7、 根据权利要求6所述的一种电子温度控制器，其特征在于，所述控制 单片机包括M)转换管脚，所述AD转换管脚用于获得从所述分压电路出来的电 压信号，并转换成数字信号，提供给所述控制单片机判断是否断开所述压縮机 开关。
8、 根据权利要求l所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括存 储芯片，所述存储芯片和所述控制单片机连接，用于记录系统运行参数和状态。
9、 根据权利要求8所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括存 取端口，所述存储芯片和所述存取端口连接，用于和外部存储单元进行数据交互。
10、 根据权利要求l所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括照 明驱动电路、照明开关、蒸发器风扇电机驱动电路和蒸发器风扇电机开关，所 述照明驱动电路和照明开关与所述控制单片机连接，用于控制照明设备，所述 蒸发器风扇电机驱动电路和蒸发器风扇电机开关与所述控制单片机连接，用于 控制蒸发器风扇电机。
11、 根据权利要求1所述的一种电子温度控制器，其特征在于，还包括冷凝器温度传感器和冷凝器温度传感器检测电路，所述冷凝器温度传感器和冷凝 器温度传感器检测电路与所述控制单片机连接，用于监控冷凝器的运行状态。
专利摘要本实用新型公开了一种电子温度控制器，门开关信号检测电路检测门开关的状态信息并发送给控制单片机，控制单片机判断冷冻设备是否转换节能模式；冷冻设备温度传感器获取冷冻设备的温度并发送给冷冻设备温度传感器检测电路，控制单片机根据冷冻设备的温度信息来判断是否控制压缩机驱动电路，驱动压缩机开关，启动压缩机。采用了本实用新型的技术方案，能够实现对冷冻设备温度的精确控制，达到节能的目的，并且电子温度控制器的供电系统能够使得电子温度控制器在较为恶劣的电压条件下也可以正常工作。
文档编号G05D23/20GK201255842SQ20082010994
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月22日 优先权日2008年8月22日
发明者吴运金 申请人:北京凯鼎国际科贸有限责任公司