專利名稱：冰箱、冷柜電子節(jié)能保護(hù)溫控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能保護(hù)型電子溫控裝置，特別是一種用于各類型冰箱，冷柜和制冷制熱的溫度控制。適合于冰箱作溫度調(diào)節(jié)。
現(xiàn)有的冰箱溫度控制器，不論是機(jī)械壓縮式還是電子感溫式，都只能使冰箱工作在被動(dòng)狀態(tài)，市場(chǎng)上電冰箱所配置的溫度控制器都是這種形式。(以冰箱冷藏室為例)，現(xiàn)有的冰箱溫度控制器(以下稱溫控器)都有一個(gè)“感溫探頭作冰箱內(nèi)溫度取樣，并按整定溫度范圍，通過(guò)一定的機(jī)構(gòu)，促使溫控開(kāi)關(guān)通斷，控制壓縮機(jī)的開(kāi)停達(dá)到溫控的目的。這種溫控器功能單一，一旦溫度整定(0-10度左右)，用戶只能在整定的范圍內(nèi)選擇，因此冰箱的耗電量可以看成是一定范圍內(nèi)的不變電耗。根據(jù)用戶的實(shí)際使用要求和環(huán)溫的變化，上述溫度范圍已滿足不了實(shí)際選擇要求，例如冰箱“閑時(shí)少用時(shí)”，用戶對(duì)冰箱內(nèi)溫度要求不高，只希望冰箱在運(yùn)行時(shí)少耗電，甚至希望“冷凍室”溫度能控制在0度以上，只利用小空間?，F(xiàn)有的溫控器是無(wú)法達(dá)到的。又如逢年過(guò)節(jié)時(shí)(環(huán)溫在15度以下)用戶又希望冷藏室溫度降到0度以下?，F(xiàn)有的溫控器在環(huán)溫15度以下時(shí)，溫度控制并非可靠，特別是環(huán)溫等于或低于溫控器范圍時(shí)，更是如此，因而現(xiàn)有的冰箱中，為了使其工作可靠，一般都是采用“加熱”的方法解決，為此，本應(yīng)在溫差較小時(shí)，壓縮機(jī)耗電量不大，由于“加熱器”升溫，箱內(nèi)溫度不可能降至0度以下，反而出現(xiàn)箱內(nèi)溫度高于環(huán)溫現(xiàn)象，所以冰箱的耗電量沒(méi)有明顯的下降，又由于“機(jī)械式”溫控器是靠調(diào)節(jié)壓簧的間距來(lái)決定的，復(fù)原性能較差，故障率較高，互換性不好，如在常溫下更換該件，很難調(diào)整到準(zhǔn)確范圍，從而使整個(gè)冰箱技術(shù)指標(biāo)變差，甚至不能使用。目前溫度控制器都不具有監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)工作電流的保護(hù)裝置，在供電不正常地區(qū)或壓縮機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，在控制回路中雖有“過(guò)載裝置”，但還是不能解決壓縮機(jī)的安全問(wèn)題。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種帶保護(hù)裝置的節(jié)能型溫度控制器，它不僅能使冰箱“被動(dòng)式”工作，而且也能使冰箱“主動(dòng)式”工作，即能將溫度范圍控制在整定范圍(一般為0-10度)，用戶又能根據(jù)實(shí)際需要超范圍的調(diào)節(jié)，其任務(wù)就是要達(dá)到靈活，方便安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行又要降低能耗的目的。
本發(fā)明是以如下方式完成的“主動(dòng)式工作方式”，主要采用時(shí)間控制，按一定的使用要求調(diào)整其開(kāi)停時(shí)間比，達(dá)到一定的溫度要求，因此不受環(huán)溫的影響和箱內(nèi)溫度的制約，用戶可根據(jù)實(shí)際需要作超范圍的選擇。“被動(dòng)式工作方式”，主要是時(shí)間控制要受箱內(nèi)溫度的高低制約，例如當(dāng)冰箱內(nèi)溫度高于整定值時(shí)(假定10度)，感溫開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使壓縮機(jī)工作時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)冰箱內(nèi)溫度小于等于10度時(shí)，感溫開(kāi)關(guān)閉合，并切除部分時(shí)控電阻，使壓縮機(jī)的工作由“被動(dòng)式”轉(zhuǎn)為“主動(dòng)式”(時(shí)控)，使冰箱內(nèi)溫度始終保持10度以下，用戶可在10度以下，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)拈_(kāi)停時(shí)間，達(dá)到0-10度的調(diào)節(jié)范圍。本裝置采用一塊CD4060集成電路和一塊CD4066開(kāi)關(guān)電路，它能完成各個(gè)時(shí)間周期的調(diào)整，又能通過(guò)CD4066電路組成的溫度開(kāi)關(guān)，完成各種功能的選擇。本裝置的保護(hù)電路是由電流取樣和RCD電路組成，并且具有延時(shí)功能，其動(dòng)作具體反映電流與時(shí)間的關(guān)系，輸出一信號(hào)控制CD4060的R端，確保壓縮機(jī)的工作安全。由于本裝置將一定范圍不變電耗，改進(jìn)為可變電耗，利用冰箱的制冷曲線，采用靈活運(yùn)行狀況，冰箱內(nèi)“加熱器”完全可去掉，這樣不僅能提高制冷效率，降低成本，而使冰箱的耗電量大幅度下降，從而達(dá)到保護(hù)，節(jié)能，溫控的目的。本發(fā)明使用方便，互換性強(qiáng)，采用下面要詳述的實(shí)施例結(jié)構(gòu)，體積小，成本低，生產(chǎn)廠家不改變?nèi)魏紊a(chǎn)工藝，不僅可以降低冰箱的總成本，而且增加了許多新功能。
以下結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明的原理電路圖。
參照?qǐng)D1它是由八個(gè)部分組成;1.溫度取樣電路，主要是完成“被動(dòng)”時(shí)的溫度取樣，使溫度達(dá)到整定值;2.時(shí)控電路，主要是完成“主動(dòng)”時(shí)的溫度調(diào)節(jié);3.功能選擇，由用戶根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的作用功能;4.電流取樣監(jiān)測(cè)電路;5.RCD電路，主要是完成4電路監(jiān)測(cè)信號(hào)，進(jìn)行累積延時(shí)，根據(jù)電流與時(shí)間的關(guān)系，保護(hù)壓縮機(jī)的安全運(yùn)行;6.為綜合功能電路，其主要作用是完成時(shí)間的整定，產(chǎn)生振蕩，將1-5的各種信號(hào)綜合處理，輸出一執(zhí)行指令;7.執(zhí)行電路，直接與負(fù)載相連;8.電源變換，供各部工作電源。
參照?qǐng)D2IC1CD4060是一塊內(nèi)附振蕩器的14級(jí)二分頻電路，IC2CD4066是一塊四雙向模擬開(kāi)關(guān)電路。當(dāng)接通電源T1經(jīng)D1，R5至電源正極使T1導(dǎo)通，IC1第12腳為低電平，振蕩器開(kāi)始振蕩，其振蕩頻率經(jīng)14級(jí)二分頻后，IC1第3腳出現(xiàn)高電位，T2經(jīng)R7使其基極為高電位，T2導(dǎo)通J吸合，接通負(fù)載。IC1的振蕩頻率由C1R1和AB間的阻值決定。經(jīng)一定時(shí)間，當(dāng)IC13腳出現(xiàn)第二個(gè)脈沖時(shí)，3腳又由高電平變?yōu)榈碗娖?，使T2截止，J釋放，斷開(kāi)負(fù)載。以下以電冰箱為例，結(jié)合電路原理，設(shè)冰箱冷藏室上限溫度為10度。接通電源后，IC1振蕩部分開(kāi)始起振，IC13腳為低電平，P1經(jīng)R9也為低電平R7至T2基極使其T2截止，P2經(jīng)R8J電壓線圈為高電位，同時(shí)，K4K3導(dǎo)通，K1K2斷開(kāi)，AB間的阻值主要由CB間的Rt1和R11決定，由于Rt1為一負(fù)溫特性熱敏電阻，當(dāng)溫度較高時(shí)，Rt1的阻值較小，使其IC1的振蕩頻率較高，IC13腳很快出現(xiàn)高電位，T2導(dǎo)通J吸合，冰箱壓縮機(jī)開(kāi)始工作，同時(shí)P1為高電位K1K2導(dǎo)通，短接CB間的阻值，當(dāng)J吸合時(shí)，P2由高電位轉(zhuǎn)為低電位，K3K4斷開(kāi)，AB間的阻值由AC點(diǎn)決定。由于冰箱內(nèi)溫度大于10度，Rt2受溫度影響，阻值較小，P3點(diǎn)電位不能使K5K6導(dǎo)通(K為斷開(kāi))，因此AB間的阻值主要決定于R10，R10阻值較大，其振蕩頻率很低，IC13腳保持高電位的時(shí)間也就越長(zhǎng)，隨著箱內(nèi)溫度的不斷下降，Rt2的阻值也隨之增大，當(dāng)溫度達(dá)到整定值時(shí)，P3點(diǎn)電位使K5K6導(dǎo)通，短接R10，AB間的阻值明顯減小，使IC1的振蕩頻率增高，IC13腳很快由高電平轉(zhuǎn)為低電平，使T2截止J釋放，壓縮機(jī)停止工作，整個(gè)電路又進(jìn)入初始態(tài)。由于箱內(nèi)溫度較低，Rt1阻值也隨之增大，同理，停機(jī)的時(shí)間也相應(yīng)增長(zhǎng)。所以停機(jī)，開(kāi)機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)短，都要受箱內(nèi)的溫度高低的制約，使冰箱內(nèi)溫度始終保持在10度左右。當(dāng)用戶要求溫度低于10度以下時(shí)，調(diào)節(jié)W1就能選擇所需溫度。此時(shí)冰箱工作在“被動(dòng)式”。冰箱如要工作在“主動(dòng)式”時(shí)，只要將K閉合，短接R10，K5K6不再起作用，AB間阻值主要由W1調(diào)節(jié)。如用戶準(zhǔn)備停用冰箱或閑時(shí)少用時(shí)，調(diào)節(jié)W1可使壓縮機(jī)工作時(shí)間最短(5分鐘)，停機(jī)時(shí)間最長(zhǎng)(90分鐘)，使冰箱的月耗電量控制在3-5度。滿足了冰箱的使用和用戶的要求。用戶還可用同樣的方法將冷凍室溫度控制在0-6度左右。根據(jù)環(huán)溫，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)W1，就能滿足用戶的各種要求;如在冬季(環(huán)溫在15度以下)也可將冷藏室溫度降到-6度左右，以保證過(guò)年過(guò)節(jié)時(shí)冷凍室不夠用的矛盾，其冰箱的耗電量還低于普通溫控器時(shí)的耗電量，因此采用本裝置可使冰箱的耗電量下降25%-40%。
保護(hù)功能L為電流線圈，JAG為干簧管，當(dāng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)，JAG為常開(kāi)，不影響IC1各功能的正常使用。當(dāng)L中流過(guò)電流超過(guò)整定值時(shí)，JAG簧片隨電流大小產(chǎn)生振蕩，使D1的正極端形成一開(kāi)關(guān)脈沖，T1時(shí)通時(shí)斷，T1截止時(shí)，R4與D2對(duì)C2充電，當(dāng)T1導(dǎo)通時(shí)，C2上正下負(fù)，D2截止，C2中的電荷又經(jīng)T1對(duì)R3放電;由于R3阻值較大，在放電周期內(nèi)不能將C2中電荷完全放掉，致使C2的電荷逐步累積IC112腳電位也隨之增高，經(jīng)一定時(shí)間(3s)，IC112腳達(dá)到高電平，使其IC1清零復(fù)位，J釋放，切斷負(fù)載電源，JAG也停止振蕩，整個(gè)電路又恢復(fù)初始態(tài)，達(dá)到保護(hù)的目的。由于壓縮機(jī)啟動(dòng)電流較大，C2R3D2與R4其延遲時(shí)間為3-8秒，而啟動(dòng)時(shí)間一般在1s左右，不影響電路的正常工作。
參數(shù)的整定Rt2的整定，假定溫控點(diǎn)為10度，將Rt2置于10度的溫度中，調(diào)節(jié)W2，使K5K6正好導(dǎo)通即可。調(diào)整過(guò)載動(dòng)作電流時(shí)，可按壓縮機(jī)工作電流的1.1-1.5倍整定，L用0.8的漆包線在JAG上平繞10-15圈，再將電流表與L串入負(fù)載，調(diào)負(fù)載電流，當(dāng)電流超過(guò)整定值0.02A時(shí)，JAG起控，IC復(fù)位時(shí)間為70s左右，電流超過(guò)0.05A時(shí)，動(dòng)作時(shí)間為30s左右，電流超過(guò)0.1A時(shí)動(dòng)作時(shí)間為3-8s，調(diào)整C2或R3可以滿足不同的要求。
整個(gè)電路可安裝在4＊6cm的電路板上，R5經(jīng)D1與T1基極相連，T1的集電極與IC112腳相連，R4R3C2D2組成RCD電路，R10的K4K5與A點(diǎn)相連，K3K2與W1中心點(diǎn)C相連K1與B點(diǎn)相連，K6與R10另一端相連，K與K5K6并接。T1，2為CD9013，D為1N4148，C1為4.7微法，C2為100微法，R4＝R2＝R3＝470K，R5＝51K，W1＝22K，Rt1＝Rt2＝5.1K，由于IC1，2為CMOS電路，焊接時(shí)注意有關(guān)事項(xiàng)，J應(yīng)選用觸點(diǎn)電流大于5A的超小型繼電器，整個(gè)電路可采用電容降壓，經(jīng)整流穩(wěn)壓后供各部使用。如果電源部分由冰箱外供電時(shí)，可采用變壓器降壓經(jīng)整流穩(wěn)壓后供各部使用。
權(quán)利要求
1.冰箱，冷柜電子節(jié)能保護(hù)裝置，由溫度取樣電路，時(shí)控電路，電流取樣電路，RCD電路及電源電路等組成，其特征是a.JAG的一端接地，另一端經(jīng)D1與T1的基極相連，T1的集電極C2的正極與IC1的12腳相連，C2的負(fù)極分別與R3D2的正極相連后，由R3和D2的負(fù)極與電源負(fù)極相連。b.IC1的振蕩頻率，由R1，C1和AB間的阻值通過(guò)IC2的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換決定。c.AB間的阻值變化，由Rt1負(fù)溫特性的熱敏電阻與W1相連，K斷開(kāi)時(shí)Rt2的變化及IC2電子開(kāi)關(guān)動(dòng)作，直接影響AB間的阻值變化。
2.按權(quán)利要求1，間Rt1Rt2的變化，受冰箱內(nèi)溫度的制約，并決定壓縮機(jī)工作時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。
3.按權(quán)利要求1，K閉合時(shí)AB間的阻值，主要由W1調(diào)整決定，壓縮機(jī)為主動(dòng)方式工作。
全文摘要
本發(fā)明采用兩塊IC組成的電子溫控器，具有溫度采樣，可使冰箱內(nèi)溫度在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，用戶也可根據(jù)實(shí)際使用要求，超范圍的溫度調(diào)節(jié)。特別是閑時(shí)少用時(shí)，冰箱冷凍室溫度可控制在0度以上，作冷藏室使用。也可以在逢年過(guò)節(jié)時(shí)或環(huán)溫在15度以下將冷藏室溫度控制在0度以下(可達(dá)-8度)作冷凍室使用。由于采用電流監(jiān)護(hù)和延時(shí)功能，從而保證壓縮機(jī)的安全。因此它不僅滿足用戶的各種需求，使用靈活方便，全年綜合節(jié)電可達(dá)40％，而且可以減少壓縮機(jī)故障，延長(zhǎng)冰箱使用壽命。
文檔編號(hào)F25D29/00GK1067955SQ9110450
公開(kāi)日1993年1月13日 申請(qǐng)日期1991年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月26日
發(fā)明者陳祖櫟 申請(qǐng)人:陳祖櫟