專利名稱：一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
冰箱蒸發(fā)器制冷一段時(shí)間后都會(huì)在表面積霜，霜層過厚將導(dǎo)致熱交換變差，使制冷性能變差，所以要將蒸發(fā)器表面的積霜清除以保證冰箱的性能。無(wú)霜冰箱的優(yōu)點(diǎn)在于能夠自動(dòng)除霜，不需要用戶清除蒸發(fā)器表面的積霜。無(wú)霜冰箱的控制系統(tǒng)中包括有自動(dòng)化霜過程，在化霜過程中通過除霜加熱器通電加熱除去蒸發(fā)器上的結(jié)霜。當(dāng)前的冰箱控制系統(tǒng)大多以蒸發(fā)器溫度作為化霜加熱過程結(jié)束的判斷依據(jù)。而為了確保加熱系統(tǒng)的安全性，避免加熱控制系統(tǒng)的失效導(dǎo)致加熱溫度過高引起箱膽變形或起燃，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(IEC60335-1或GB4706. 1等標(biāo)準(zhǔn))對(duì)于加熱系統(tǒng)的安全性做了強(qiáng)制要求，只有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品才允許生產(chǎn)銷售。現(xiàn)有的采用單片機(jī)控制的無(wú)霜冰箱控制系統(tǒng)中，在蒸發(fā)器位置布置有化霜溫度傳感器，單片機(jī)軟件檢測(cè)到化霜溫度傳感器的溫度超過特定溫度值(5 10°C )或加熱時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，單片機(jī)輸出會(huì)控制除霜加熱器電路斷電停止加熱，起到化霜溫度控制的目的。上述化霜溫度控制的方法采用單片機(jī)軟件控制來實(shí)現(xiàn)，雖然能起到實(shí)際的溫度控制效果，但在IEC60335-1/GB4706. 1標(biāo)準(zhǔn)的第22章中規(guī)定，在保護(hù)電子電路中使用的軟件， 應(yīng)為B級(jí)或C級(jí)軟件，即只有控制系統(tǒng)軟件經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)要求的軟件安全性評(píng)估認(rèn)證，才能認(rèn)為該控制系統(tǒng)能起到安全保護(hù)的作用。由于單片機(jī)軟件的不可見及難于驗(yàn)證的特性，要通過軟件安全評(píng)估認(rèn)證需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和極高的費(fèi)用，如果不能獲得軟件安全評(píng)估認(rèn)證則需要另外采取安全措施來保證化霜加熱系統(tǒng)的安全性。。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種通過硬件電路控制除霜加熱器加熱時(shí)的溫度限制的無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)及控制方法，使除霜加熱系統(tǒng)的溫度控制的安全性不依賴于單片機(jī)軟件，避免高溫、起燃引起的安全隱患，并滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案為一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)處理器，與單片機(jī)處理器分別連接的冷藏室溫度傳感器、冷凍室溫度傳感器、化霜溫度傳感器和門開關(guān)信號(hào)；所述單片機(jī)處理器通過驅(qū)動(dòng)電路分別與壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、除霜加熱器和電動(dòng)風(fēng)門連接，還包括連接在化霜溫度傳感器與除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路之間的溫度控制電路。所述溫度控制電路包括運(yùn)算放大器Ni、三極管Q2和電阻R5 R10，運(yùn)算放大器附及電阻R7、R8、R9組成施密特電壓比較器電路，電阻R5和R6組成運(yùn)算放大器附的輸入分壓支路，電阻RIO連接在運(yùn)算放大器m的輸出端與三極管Q2的基極之間，溫度控制電路的輸入端為電阻R7，連接與單片機(jī)處理器的化霜溫度傳感器輸入端，溫度控制電路的輸出端為三極管Q2的集電極，連接到單片機(jī)處理器的除霜加熱器輸出端的驅(qū)動(dòng)電路上。本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)方案為
一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)的控制方法，無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)包括單片機(jī)處理器，與單片機(jī)處理器分別連接的冷藏室溫度傳感器、冷凍室溫度傳感器、化霜溫度傳感器和門開關(guān)信號(hào)；所述單片機(jī)處理器通過驅(qū)動(dòng)電路分別與壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、除霜加熱器和電動(dòng)風(fēng)門連接，還包括連接在化霜溫度傳感器與除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路之間的溫度控制電路； 所述溫度控制電路包括運(yùn)算放大器m、三極管Q2和電阻R5 R10，運(yùn)算放大器m及電阻R7、 R8、R9組成施密特電壓比較器電路，電阻R5和R6組成運(yùn)算放大器m的輸入分壓支路，電阻RlO連接在運(yùn)算放大器m的輸出端與三極管Q2的基極之間，溫度控制電路的輸入端為電阻R7，連接與單片機(jī)處理器的化霜溫度傳感器輸入端，溫度控制電路的輸出端為三極管 Q2的集電極，連接到單片機(jī)處理器的除霜加熱器輸出端的驅(qū)動(dòng)電路上；當(dāng)化霜溫度傳感器溫度高于限定溫度值Tl時(shí)，使三極管Q2導(dǎo)通，當(dāng)三極管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，箝位除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓，強(qiáng)制除霜加熱器斷電。優(yōu)選的方案是所述限定溫度值Tl為1(T50°C。進(jìn)一步優(yōu)選的方案是所述限定溫度值Tl的變更通過R5或R6的阻值變化調(diào)節(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明在現(xiàn)有無(wú)霜冰箱控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一路溫度控制電路，該控制電路連接化霜溫度傳感器且作為單片機(jī)處理器的輸入，并連接到除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)除霜加熱器進(jìn)行控制。該溫度控制電路為電壓比較電路，其功能為當(dāng)化霜溫度傳感器的溫度高于限定溫度值(1(T50°C )時(shí)，控制除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路，使得無(wú)論單片機(jī)處理器的除霜加熱器輸出端是什么狀態(tài)，除霜加熱器加熱器均不通電，易避免高溫、起燃引起的安全隱患，并滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。


圖1為本發(fā)明無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)框圖； 圖2為本發(fā)明控制系統(tǒng)中溫度控制電路實(shí)施例一的示意圖； 圖3為本發(fā)明控制系統(tǒng)中溫度控制電路實(shí)施例二的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明公開了一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)處理器1， 與單片機(jī)處理器1分別連接的冷藏室溫度傳感器2、冷凍室溫度傳感器3、化霜溫度傳感器 4和門開關(guān)信號(hào)5 ；所述單片機(jī)處理器1通過驅(qū)動(dòng)電路6分別與壓縮機(jī)7、風(fēng)扇電機(jī)8、除霜加熱器9和電動(dòng)風(fēng)門10連接，還包括連接在化霜溫度傳感器4與除霜加熱器9的驅(qū)動(dòng)電路 6之間的溫度控制電路11。如2和圖3為無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)部分電路的電子元件連接圖，其中，單片機(jī)處理器1為單片機(jī)Dl、除霜加熱器9為Hl，輸入采樣電路RV、Rl、R2、Cl，輸出驅(qū)動(dòng)電路Kl、 R3、R4、Q1。
化霜溫度傳感器RV采用NTC溫度傳感器，將蒸發(fā)器的溫度轉(zhuǎn)化為電阻值，溫度越高阻值越小，溫度越低阻值越大。Rl和RV組成溫度采樣電路，通過電阻的分壓將RV的溫度值轉(zhuǎn)化為電壓Ul，輸入單片機(jī)Dl的Pinl輸入口。單片機(jī)Dl通過Pinl輸入口的電壓值可以換算得到RV的溫度，通過軟件控制，根據(jù)冰箱的控制規(guī)則控制相應(yīng)的Poutl輸出口實(shí)現(xiàn)對(duì)除霜加熱器Hl的控制，當(dāng)單片機(jī)Dl的Poutl 口輸出高電平時(shí)，三極管Ql導(dǎo)通，繼電器 Kl觸點(diǎn)導(dǎo)通，除霜加熱器Hl通電。而當(dāng)Poutl 口輸出低電平時(shí)，三極管Ql截止，繼電器Kl 觸點(diǎn)斷開，除霜加熱器Hl斷電。上述現(xiàn)有的除霜加熱器控制電路中，除霜加熱器Hl的狀態(tài)僅受單片機(jī)Poutl輸出口控制，即由單片機(jī)軟件控制除霜加熱器Hl的狀態(tài)。本發(fā)明在現(xiàn)有的除霜加熱器控制電路的基礎(chǔ)上，增加了硬件電路控制部分即所述的溫度控制電路11，具體電路包括運(yùn)算放大器m、三極管Q2和電阻R5 R10，運(yùn)算放大器m 及電阻R7、R8、R9組成施密特電壓比較器電路，電阻R5和R6組成運(yùn)算放大器附的輸入分壓支路，電阻RlO連接在運(yùn)算放大器m的輸出端與三極管Q2的基極之間，溫度控制電路11 的輸入端為電阻R7，連接與單片機(jī)處理器1的化霜溫度傳感器輸入端，溫度控制電路11的輸出端為三極管Q2的集電極，連接到單片機(jī)處理器1的除霜加熱器輸出端R3與除霜加熱器驅(qū)動(dòng)電路輸入端R4的連接點(diǎn)。實(shí)施例一
參見附圖1，輸入采樣電路中，化霜溫度傳感器RV接在地線端，這時(shí)如溫度升高，RV阻值變小，此時(shí)Ul點(diǎn)的電壓降低，當(dāng)RV的溫度高于某一限定溫度值Tl時(shí)，Ul的電壓低于由 R5、R6分壓產(chǎn)生的U2電壓值，運(yùn)算放大器m輸出高電平，并使三極管Q2導(dǎo)通，此時(shí)即使單片機(jī)Poutl 口輸出高電平，三極管Ql也將保持截止，繼電器Kl觸點(diǎn)斷開，除霜加熱器Hl斷 H1^ οTl的范圍可設(shè)定為1(T50°C，通過R5或R6的阻值變化可以改變U2電壓值，達(dá)到變更限定溫度值Tl的目的。實(shí)施例二
參見附圖2，輸入采樣電路中，化霜溫度傳感器RV接在+5V端，這時(shí)如溫度升高，RV阻值變小，此時(shí)Ul點(diǎn)的電壓升高，當(dāng)RV的溫度高于某一限定溫度值Tl時(shí)，Ul的電壓高于由 R5、R6分壓產(chǎn)生的U2電壓值，運(yùn)算放大器m輸出高電平，并使三極管Q2導(dǎo)通，此時(shí)即使單片機(jī)Poutl 口輸出高電平，三極管Ql也將保持截止，繼電器Kl觸點(diǎn)斷開，除霜加熱器Hl斷 H1^ οTl的范圍可設(shè)定為1(T50°C，通過R5或R6的阻值變化可以改變U2電壓值，達(dá)到變更限定溫度值Tl的目的。本發(fā)明通過新增的溫度控制電路，實(shí)現(xiàn)了通過硬件電路控制除霜加熱器的功能， 即無(wú)論單片機(jī)控制處于何種狀態(tài)，當(dāng)化霜溫度傳感器RV溫度過高時(shí)，強(qiáng)制使除霜加熱器斷電，提高產(chǎn)品的安全性能，并滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求；而當(dāng)化霜溫度傳感器RV溫度低于限定溫度值時(shí)，除霜加熱器仍受單片機(jī)軟件控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)處理器，與單片機(jī)處理器分別連接的冷藏室溫度傳感器、冷凍室溫度傳感器、化霜溫度傳感器和門開關(guān)信號(hào)；所述單片機(jī)處理器通過驅(qū)動(dòng)電路分別與壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、除霜加熱器和電動(dòng)風(fēng)門連接，其特征在于還包括連接在化霜溫度傳感器與除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路之間的溫度控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)，其特征在于所述溫度控制電路包括運(yùn)算放大器W、三極管Q2和電阻R5 R10，運(yùn)算放大器m及電阻R7、R8、R9組成施密特電壓比較器電路，電阻R5和R6組成運(yùn)算放大器m的輸入分壓支路，電阻RlO連接在運(yùn)算放大器m的輸出端與三極管Q2的基極之間，溫度控制電路的輸入端為電阻R7，連接與單片機(jī)處理器的化霜溫度傳感器輸入端，溫度控制電路的輸出端為三極管Q2的集電極，連接到單片機(jī)處理器的除霜加熱器輸出端的驅(qū)動(dòng)電路上。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)還包括連接在化霜溫度傳感器與除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路之間的溫度控制電路；所述溫度控制電路包括運(yùn)算放大器W、三極管Q2和電阻R5 R10，運(yùn)算放大器m 及電阻R7、R8、R9組成施密特電壓比較器電路，電阻R5和R6組成運(yùn)算放大器附的輸入分壓支路，電阻RlO連接在運(yùn)算放大器m的輸出端與三極管Q2的基極之間，溫度控制電路的輸入端為電阻R7，連接與單片機(jī)處理器的化霜溫度傳感器輸入端，溫度控制電路的輸出端為三極管Q2的集電極，連接到單片機(jī)處理器的除霜加熱器輸出端的驅(qū)動(dòng)電路上；當(dāng)化霜溫度傳感器溫度高于限定溫度值Tl時(shí)，使三極管Q2導(dǎo)通，當(dāng)三極管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，箝位除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓，強(qiáng)制除霜加熱器斷電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述限定溫度值Tl為1(T50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述限定溫度值Tl的變更通過R5或R6的阻值變化調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)及控制方法，所述無(wú)霜冰箱加熱器控制系統(tǒng)包括單片機(jī)處理器，與單片機(jī)處理器分別連接的冷藏室溫度傳感器、冷凍室溫度傳感器、化霜溫度傳感器和門開關(guān)信號(hào)；所述單片機(jī)處理器通過驅(qū)動(dòng)電路分別與壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)、除霜加熱器和電動(dòng)風(fēng)門連接，還包括連接在化霜溫度傳感器與除霜加熱器的驅(qū)動(dòng)電路之間的溫度控制電路。本發(fā)明通過新增的溫度控制電路，實(shí)現(xiàn)了通過硬件電路控制除霜加熱器的功能，即無(wú)論單片機(jī)控制處于何種狀態(tài)，當(dāng)化霜溫度傳感器RV溫度過高時(shí)，強(qiáng)制使除霜加熱器斷電，提高產(chǎn)品的安全性能，并滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。
文檔編號(hào)F25D29/00GK102261809SQ20111022841
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者陳星 申請(qǐng)人:海信容聲(廣東)冰箱有限公司