專利名稱：電子溫控保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫控保護(hù)裝置，特別涉及用于電冰箱的溫控保護(hù)裝置。
在本實用新型以前，電冰箱的溫度控制基本是采用機(jī)械感溫囊式溫控器，這種溫控裝置有很多缺點1、由于是機(jī)械式的，有觸點，因此故障多、壽命短、控制精度低；2、溫控器裝配在冰箱冷凍或冷藏室內(nèi)，降低了冰箱的實際使用容積；3、調(diào)整冰箱內(nèi)的溫度時，需要打開冰箱門調(diào)整溫控器旋扭，這樣不僅麻煩，而且使冰箱內(nèi)冷氣外泄，增加了壓縮機(jī)的工作時間；4、溫控開關(guān)工作時，如遇到電網(wǎng)電壓過高、過低或瞬時停電恢復(fù)后，都能使電冰箱壓縮機(jī)處在非正常電壓下運轉(zhuǎn)，極易造成電冰箱壓縮機(jī)壽命的降低或損壞；5、電冰箱工作狀態(tài)沒有顯示，不直觀等等。
雖然日本東芝GR-204E、國產(chǎn)黃河牌BCD-170等少數(shù)冰箱裝有電子型溫控器，但他們只解決了上述機(jī)械感溫囊式溫控器存在的第2、3條問題，而沒有解決1、4、5條問題。
為了解決目前電冰箱溫度控制中存在的上述問題，研制出一種電子溫控保護(hù)器。
本實用新型包括溫度自動控制電路、保護(hù)延時電路和半自動除霜控制電路。溫度自動控制電路由冷藏室溫度傳感器電路和壓縮機(jī)電子開關(guān)、冷藏室除霜電子開關(guān)、制冷顯示及保溫顯示電路構(gòu)成。冷藏室溫度傳感器電路包括一個負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻LR1；溫度控制范圍設(shè)定電路，包括一個溫控范圍調(diào)節(jié)電位器W1；電壓比較器由時基集成電路555(1)構(gòu)成；在制冷顯示和壓縮機(jī)電子開關(guān)電路及冷藏室除霜開關(guān)和保溫顯示電路中，分別采用了雙向晶閘管S1、S2。熱敏電阻LR1為溫度傳感元件，當(dāng)電冰箱內(nèi)溫度慢慢升高時，熱敏電阻LR1的阻值慢慢下降，其兩端電壓隨之降低，使電壓比較器555(1)的2腳電位跟著降低，當(dāng)其電位下降到Ec/3時，作為電壓比較器的時基集成電路555(1)被觸發(fā)，其3腳輸出變?yōu)楦唠娢唬甘緹?發(fā)光二極管)LED2滅，向晶閘管S2阻斷，使冷藏室除霜熱阻絲斷電，停止除霜；同時，時基集成電路555(1)的7腳輸出高阻狀態(tài)，這時制冷顯示和壓縮機(jī)電子開關(guān)電路中的三極管T1飽和，制冷指示燈LED1亮，雙向晶閘管S1導(dǎo)通，壓縮機(jī)通電制冷開始，冰箱制冷后，冷箱內(nèi)溫度下降，熱敏電阻LR1阻值增大，其兩端電壓上升，當(dāng)電壓上升到預(yù)先通過溫度控制范圍設(shè)定電路所設(shè)定的電壓值，即達(dá)到在溫度調(diào)節(jié)電位器W1滑臂上輸出的電壓值時，運算放大器A1翻轉(zhuǎn)，輸出高電位，此高電位加在時基集成電路555(1)的6腳上，其值大于2Ec/3的閥值電壓，時基集成電路555(1)被觸發(fā)使其3腳輸出變?yōu)榈碗娢?，保溫指示燈LED2亮，雙向晶閘管S2導(dǎo)通，冷藏室除霜熱阻絲通電，開始除霜、保溫；同時，時基集成電路555(1)的7腳(對地導(dǎo)通)輸出低電平，三極管T1截止，制冷指示燈LED1滅，雙向晶閘管S1阻斷，壓縮機(jī)斷電停止制冷。停止制冷后，電冰箱內(nèi)溫度又開始慢慢升高，其動作過程如前所述。
保護(hù)延時電路由欠壓取樣電路和過壓取樣電路構(gòu)成的取樣電路、電壓比較器電路、延時恢復(fù)電路及保護(hù)控制開關(guān)、過壓顯示、欠壓顯示、保護(hù)顯示電路構(gòu)成。在電壓取樣電路中設(shè)置有電位器W2、W3；在電壓比較器電路中設(shè)置有過壓比較器A2、欠壓比較器A3；在延時恢復(fù)電路中設(shè)置有時基集成電路555(2)；在保護(hù)控制開關(guān)電路中設(shè)置有三極管T2、T3。電網(wǎng)電壓正常時，電位器W2滑臂點輸出電壓高于欠壓比較器A3的基準(zhǔn)電壓，W3滑臂點輸出電壓低于過壓比較器A2的基準(zhǔn)電壓，致使欠壓比較器A3和過壓比較器A2輸出均為高電平，過壓指示燈LED3和欠壓指示燈LED4均不亮。時基集成電路555(2)的3腳輸出低電平，三極管T2、T3飽和導(dǎo)通。當(dāng)電網(wǎng)電壓不正常時，在過壓時，過壓比較器A2輸出低電平，過壓指示燈LED3亮；在欠壓時，欠壓比較器A3輸出低電平，欠壓指示燈LED4亮。出現(xiàn)上述兩種情況，保護(hù)電路均工作。假定電網(wǎng)電壓為欠電壓≤176V，這時電位器W2滑臂點輸出電壓小于欠壓比較器A3的基準(zhǔn)電壓，則A3輸出低電平，欠壓指示燈LED4亮，時基集成電路555(2)的3腳輸出高電平，保護(hù)指示燈LED5殼，保護(hù)電路開始工作，同時三極管T2、T3截止不通，切斷雙向晶閘管S1、S2的控制回路。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時，欠壓比較器A3恢復(fù)輸出高電平，撤消對延時電路的控制和對時基集成電路555(2)的控制，經(jīng)約五分鐘左右的延時，才能使電路恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。對于電網(wǎng)瞬時停電，其動作過程與欠壓保護(hù)類似，在停電恢復(fù)后，仍需五分鐘左右的延時，電路才能恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。因此本電路對過壓、欠壓、瞬時停電均能起到良好的保護(hù)作用。
半自動除霜控制電路由除霜啟動電路、自動除霜恢復(fù)電路及由時基集成電路555(3)構(gòu)成的電壓比較器、冷凍室除霜開關(guān)和除霜顯示電路構(gòu)成。在采用手工啟動除霜時，按啟動按鈕N1，電源電壓Ec加到時基集成電路555(3)的6腳上，使其3腳和7腳變?yōu)榈碗娖剑?腳輸出低電平，經(jīng)D線加在時基集成電路555(2)的2腳，時基集成電路555(2)的3腳輸出高電平，使三極管T2、T3均截止不通，切斷雙向晶閘管S1、S2的控制回路；3腳輸出低電平，控制延時電路不工作，同時保溫指示燈LED6亮，雙向晶閘管S3導(dǎo)通，冷凍室熱阻絲通電，除霜工作。除霜工作時，冷凍室溫度逐漸上升，熱敏電阻LR2阻值逐漸減小，時基集成電路555(3)的2腳電位逐漸下降，當(dāng)溫度升高到一定值時(即霜融化成水，且水基本消失)時，2腳電位下降到Ec/3，此時，時基集成電路555(3)的7腳輸出變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而撒消對時基集成電路555(2)的控制；3腳輸出高電位，保溫指示燈LED6滅，雙向晶閘管關(guān)斷，自動停止除霜。如采用手動停止除霜，在除霜期間，按按鈕N2即可，其過程同自動停止除霜過程一致。
本實用新型由于采用了電子集成器件，實現(xiàn)了無觸點控制，體積小、動作準(zhǔn)確、使用壽命長；裝配、調(diào)試方便，便于大規(guī)模生產(chǎn)；在冰箱外部可以連續(xù)調(diào)整設(shè)定制冷溫度控制范圍；能實現(xiàn)自動電壓保護(hù)，在過電壓≥242V(220V+10％)、欠電壓≤176V(220V-20％)和瞬時停電時，均能自動切斷功率電源；可直觀顯示電冰箱任何一種工作狀態(tài)。
本實用新型不僅用于電冰箱上，還可用在其它需要溫控和電壓保護(hù)的場合。


圖1是本實用新型的原理方框圖。其中1為溫控范圍設(shè)定，2為冷藏室溫度傳感器，3為電壓比較器，4為保護(hù)控制開關(guān)，5為制冷顯示，6為壓縮機(jī)電子開關(guān)，7為冷藏室除霜電子開關(guān)，8為保溫顯示，9為電壓取樣，10為電壓比較器，11為過壓顯示，12為欠壓顯示，13為延時恢復(fù)，14為保護(hù)顯示，15為冷凍室溫度傳感器，16為電壓比較器，17為冷凍室除霜電子開關(guān)，18為除霜顯示，19為除霜啟動，20為除霜停止，21為變壓，22為整流濾波，23為穩(wěn)壓。
圖2至圖5分別為本實用新型的溫度自動控制電路、保護(hù)延時電時電路、半自動除霜控制電路和電源電路。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。本實用新型的溫度自動控制電路由冷藏室溫度傳感器電路、電壓比較器電路、溫度控制范圍設(shè)定電路及壓縮機(jī)電子開關(guān)、冷藏室除霜電子開關(guān)、制冷顯示和保溫顯示電路組成。溫度自動控制電路，由電R1、R4、負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻LR1、電容C1和C3組成。其中熱敏電阻LR1為冷藏室傳感器元件，C1、R4和C3是抗干擾元件，防止干擾信號造成電路誤動作，如壓縮機(jī)誤啟動、誤制冷。溫度控制范圍設(shè)定電路由電阻R2、R3、R5、電解電容C2、電容C4、電位器W1、運算放大器A1組成溫度控制范圍設(shè)定電路。其中電位器W1為溫控范圍設(shè)定調(diào)節(jié)電位器，運算放大器A1作為比較器使用，改變電位器W1的滑臂點位置，即可改變比較器的比較點電壓。此電壓實際上是作為溫度下限壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)(停止制冷)的信號。C2、R5和C4是抗干擾元件，防止干擾信號造成壓縮機(jī)誤停轉(zhuǎn)(誤保溫)。時基集成電路555(1)中的閥值端6腳和觸發(fā)端2腳分別作為電壓比較器的兩個高低電平比較點的輸入端。放電端7腳和輸出端3腳分別作為電壓比較器的兩路輸出端，即分別作為壓縮機(jī)和冷藏室除霜開關(guān)的控制端。制冷顯示和壓縮機(jī)電子開關(guān)電路，由電阻R6、R7、R8、電容C5、發(fā)光二極管LED1、三極管T1、T2、雙向晶閘管S1組成。其中三極管T2為保護(hù)控制開關(guān)，正常時工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，三極管T1為雙向晶閘管S1觸發(fā)控制回路的開關(guān)，當(dāng)三極管T1飽和導(dǎo)通時，制冷指示燈LED1亮，表明正在制冷，此時雙向晶閘管S1的控制極流過觸發(fā)電流，使雙向晶閘管S1開關(guān)導(dǎo)通，電源功率通過雙向晶閘管S1使壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)、制冷。三極管T1截止時，制冷指示燈LED1滅，雙向晶閘管關(guān)斷，壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)，停止制冷。電阻R6為三極管T1基極偏流電阻，電阻R7為觸發(fā)回路限流電阻，電阻R8、電容C5為雙向晶閘管S1的保護(hù)元件，以防止雙向晶閘管S1瞬時過電壓損壞。冷藏室除霜開關(guān)和保溫顯示電路由電阻R9、三極管T3、保溫指示燈LED2、雙向晶閘管S2組成。其中三極管T3為保護(hù)控制開關(guān)，正常工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)集成電路555(1)的3腳輸出低電平時，保溫顯示指示燈LED2亮，此時雙向晶閘管S2的控制極流過觸發(fā)電流，使雙向晶閘管S2開關(guān)導(dǎo)通，冷藏室熱阻絲通電除霜。當(dāng)三極管T2、T3截止時，將切斷雙向晶閘管S1、S2的控制極回路電流，使S1、S2處于阻斷狀態(tài)，此時即不制冷，又不除霜。
本實用新型的保護(hù)，延時電路由電壓取樣電路、電壓比較器電路、延時恢復(fù)電路和保護(hù)控制開關(guān)、過壓顯示、欠壓顯示、保護(hù)顯示電路組成。電壓取樣電路由欠電壓取樣電路和過電壓取樣電路構(gòu)成，欠壓取樣電路包括電阻R10、R11、電位器W2和電解電容C6；過壓取樣電路包括電阻R12、R13、電位器W3和電解電容C7。其中C6、C7為抗干擾電容，用以防止瞬時電壓變化使電路產(chǎn)生誤動作。取樣電壓源+EA選擇在穩(wěn)壓前的直流電源。電壓比較器由電阻R14、R15、運算放大器A2和A3組成。其中R14和R15組成基準(zhǔn)電壓電路，基準(zhǔn)電壓由電阻R15上引出，A2為過電壓比較器，A3為欠電壓比較器。過壓顯示電路由電阻R16和過壓指示燈LED3組成，欠壓顯示電路由電阻R17和欠壓指示燈LED4組成，延時、恢復(fù)電路由電阻R18、R19、二極管D1～D4、電容C8和時基集成電路555(2)為延時電路，其延時動作時間約為5分鐘左右，R19和C8為定時電阻和電容。調(diào)整R19的電阻值可以改變延時時間。二極管D1和D4、D2和D3組成二個負(fù)或門，不論過壓比較器A2還是欠壓比較器A3輸出低電平時，都能使定時電容C8上的電壓及集成電路555(2)的2腳上的電位鉗制在低電平，使定時電路不工作、同時集成電路555(2)的3腳輸出高電平。另外，二極管D1～D4還起到電平隔離的作用，即電壓比較器在輸出高電平時起到電壓比較器和延時電路相互隔開的作用。保護(hù)控制開關(guān)電路由電阻R21和R22、三板管T2和T3組成，保護(hù)顯示電路由電阻R23、保護(hù)指示燈LED5組成。其中三極管T2、T3工作在開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)集成電路555(2)的3腳輸出低電平時，三板管T2、T3飽和導(dǎo)通，允許雙向晶閘管S1和S2的控制極通過觸發(fā)電流，同時保護(hù)指示燈LED5滅，當(dāng)3腳輸出高電平時，三極管T2、T3截止不通，切斷雙向晶閘管S1和S2的控制極電流，同時保護(hù)指示燈亮，表明保護(hù)電路動作。
本實用新型的半自動除霜控制電路，由冷凍室溫度傳感器電路、電壓比較器電路、除霜啟動電路、除霜停止電路、冷凍室除霜電子開關(guān)和除霜顯示電路組成。除霜啟動電路由除霜啟動按鈕N1、電阻R25、R26組成。正常時R25、R26分壓后加在集成電路555(3)的6腳上的電平小于2Ec/3。自動除霜恢復(fù)電路由冷凍室傳感器電阻LR2、電阻R24、電解電容C3組成。其中LR2為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在制冷和保溫工作期間。LR2阻值較大，使集成電路555(3)的2腳電平值大于Ec/3；在冷凍室除霜過程中，冷凍室溫度逐漸升高，LR2的阻值逐漸減小，使集成電路555(3)的2腳電位跟著下降，當(dāng)此電位降到≤Ec/3時，使集成電路555(3)的3腳恢復(fù)輸出高電平，C9為抗干擾電容，防止干擾信號破壞正常除霜工作、集成電路555(3)組成電壓比較器，除霜時集成電路555(3)的3腳和7腳均輸出高電平。冷凍室除霜開關(guān)和除霜顯示電路由電阻R27、除霜指示燈LED6和雙向晶閘管S2組成。其中，電阻R27、除霜指示燈LED6及雙向晶閘管S3的控制極構(gòu)成顯示回路。另外，B、C、D三根線輸出信號分別送往保護(hù)延時電路，作為控制延時、恢復(fù)電路的信號。其中二極管D5為隔離二極管，電容C10為除霜恢復(fù)快速啟動電容，除霜恢復(fù)時，集成電路555(2)的3腳輸出高電平，通過C10使C線瞬時輸出高電平脈沖信號，觸發(fā)集成電路555(2)的6腳，使集成電路555(2)的3腳輸出快速翻轉(zhuǎn)成低電平，使電路快速恢復(fù)啟動。
本實用新型的電源電路包括由保險絲BS和變壓器B1組成降壓電路，將220V電壓降低到所需的數(shù)值；由整流二極管D6、D7、電容C11、C12組成全波整流濾波電路，將交流變?yōu)檩^為平滑的直流；由三端固定集成穩(wěn)壓器78××組成的穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的直流電壓。其中，C13、C14為交流旁路去耦電容。本實用新型工作時，～220V電壓經(jīng)變壓器B1降壓后，經(jīng)過二極管D6、D7整流，再經(jīng)電容C11、C12濾波，變?yōu)檩^為平滑的直流電壓EA，再經(jīng)78××穩(wěn)壓輸出EG供給全電路的直流電源。其中EA還作為保護(hù)、延時電路的電壓保護(hù)取樣信號源。
權(quán)利要求1.電子溫控保護(hù)器，包括溫度自動控制電路，保護(hù)、延時電路和電源電路，其特征在于a、溫度自動控制電路，包括由電阻R1、R4、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻LR1和電容C1、C3組成的冷藏室溫度傳感器電路，由電阻R2、R3、R5、電解電容C2、電容C4、電位器W1、運算放大器A1組成的溫度控制范圍設(shè)定電路，由時基集成電路555(1)構(gòu)成的電壓比較器，由電阻R6、R7、R8、電容C5、發(fā)光二極管LED1、三極管T1、T2、雙向晶閘管S1組成的制冷顯示和壓縮機(jī)電子開關(guān)電路和由電阻R9、三極管T3、發(fā)光二極管LED2、雙向晶閘管S2組成的冷藏室除霜開關(guān)及保溫顯示電路；b、保護(hù)延時電路，包括電壓取樣電路、電壓比較器電路、延時恢復(fù)電路、保護(hù)控制開關(guān)電路和過壓顯示、欠壓顯示、保護(hù)顯示電路；電壓取樣電路由電阻R10、R11、電位器W2、電解電容C6組成的欠壓取樣電路和電阻R12、R13、電位器W3、電解電容C7組成的過電壓取樣電路構(gòu)成，電壓比較器由電阻R14、R15、過電壓比較器A2、欠電壓比較器A3構(gòu)成，過壓顯示電路由電阻R16、過壓指示燈LED3構(gòu)成，欠壓顯示電路由電阻R17、欠壓指示燈LED4構(gòu)成，延時恢復(fù)電路由二極管D1～D4、電阻R18和R19、電容C8、時基集成電路555(2)構(gòu)成，保護(hù)控制開關(guān)電路由電阻R21和R22、三極管T2和T3構(gòu)成，保護(hù)顯示電路由電阻R23和保護(hù)指示燈LED5構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子溫控保護(hù)器，其特征是設(shè)置有由除霜啟動電路、自動除霜恢復(fù)電路、電壓比較器和冷藏室除霜開關(guān)及除霜顯示電路構(gòu)成的半自動除霜控制電路；除霜啟動電路由除霜啟動按鈕N1、電阻R25、R26組成，自動除霜恢復(fù)電路由冷凍室傳感器電阻LR2、電阻R24、電解電容C9組成，電壓比較器由時基集成電路555(3)組成，冷藏室除霜開關(guān)及除霜顯示電路由電阻R27、除霜指示燈LED6、雙向晶閘管S3組成。
專利摘要一種用于電冰箱的溫控保護(hù)器由溫度自動控制電路、保護(hù)延時電路和半自動除霜電路構(gòu)成，本實用新型與以往的機(jī)械感式溫控器相比具有體積小、無觸點控制、動作準(zhǔn)確、使用壽命長、裝配和調(diào)試方便、在電冰箱外部可以連續(xù)整定制冷溫度控制范圍，能實現(xiàn)過壓、欠壓和瞬時停電保護(hù)，并可以直觀顯示電冰箱任何一種工作狀態(tài)。
文檔編號G05D23/20GK2044336SQ8821678
公開日1989年9月13日 申請日期1988年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月16日
發(fā)明者馬洪勃 申請人:馬洪勃