专利名称：电冰箱节电保护型温控器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于家用电器的一种控制器，主要适用于电冰箱使用。
随着人民生活水平的不断提高，电冰箱大量涌入家庭，其中双门及有专门冷冻室的冰箱尤其受到人们的欢迎。对用户来讲，当食品货源充足，供电稳定，那是感到十分方便的。但是由于冰箱固有特性，不管冰箱中食品多寡，只要接通电源，均使冷冻室、冷藏室分别达到各自的温度，尤其在没有或不需要冷冻食品时，使冷冻室达到冷冻温度是没有必要的，这不但白白消耗掉宝贵的电能，而且还给用户增加了负担，在无冷冻食品、或冷冻食品较少、或气温较低的季节(如冬季前后)用户宁可停机。这是由于我国还不富裕造成他们买得起冰箱，用不起冰箱的缘故，如果此时，使冰箱的冷冻室作为冷藏室，冷藏室作为贮藏室使用，当冰箱冷冻室达到冷藏温度时自动停机；当需要冷冻食品时，能迅速恢复冷冻功能，这无疑给用户带来方使，也具有明显的节能效果，这种功能靠目前冰箱电路自己转换，显然是不行的。
由于我国地大人多，能源紧张，供电电压在许多地方不稳，尤其是离变电站较远或市郊地区，供电质量不高是常见的；电压高于或低于冰箱电压使用范围、或断电后立即送电，这对冰箱压缩机电机的安全无疑造成巨大威胁，为此，冰箱保护型稳压电源不断面世，但是，能将保护电路与温控器结合起来，使冷冻室可以成为冷藏室，需要时又恢复原冰箱的功能，目前市面上的冰箱保护器做不到这一点。
本实用新型正是为了弥补冰箱及其保护器之不足，达到冰箱冷冻室可以作冷藏室使用，其相互间转换方便，且具有超欠压保护，延时启动功能。在不需冷冻时将大量节约电能，减轻用户负担。
本实用新型的逻辑框图是
本实用新型是由冰箱温度设定电路、超欠压检测电路和延时触发驱动电路所组成，具体电路见附
图1，附
图1中有三个虚线框，分别标有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；Ⅰ－温度检测、设定与控制电路，Ⅱ－电压检测比较保护电路，Ⅲ－延时启动电路。附
图1中使用了两块集成电路；一块是电压比较器IC1为LM339，一块是IC2为NE555时基电路，为今后叙述方便起见，凡是LM339的各脚电压用VLX表示，如其第1脚电压为VL1，NE555的各脚电压用VNX表示，如第1脚电压为VN1。电源电压正极标为V＋，负极(接地端)标注为V0，稳压管上端电压为VW，用逻辑状态说明时，1表示高电位，0表示低电位；附图2是本实用新型的又一实施例，附图3、附图4是NE555的逻辑结构图和引出端接线图；附图5是LM339内部原理图；附图6是本实用新型在冰箱中的安装位置示意图；发光二极管LED1、LED2为欠、超压指示，LED3为压缩机工作状态指示；LED4为冷冻室作为冷藏室使用指示；开关K1是将冷冻室作为冷藏室及恢复冰箱冷冻室的转换开关；端子1、2接电源，端子3、4接冰箱插头。
下面先分析NE555组成的延时启动电路<
>从附
图1以及IC2的功能表可看出，继电器J释放其常开触点，冰箱断电，而当VN2＞1／3V＋及VN6＞2／3V＋时IC2翻转吸合，冰箱通电。二极管LED3发光，指示压缩机工作。
从附
图1中还可以看继电器J与R12是交替通电的，即J通电，R12断电，而J释放，R12则有电流流过，在设计中J吸合电流基本上等于R12通电时流过的电流，相当于IC2时基电路具有恒功率输出，这是为了让直流电源总电流基本上维持不变，将电源内阻因继电器J吸合、释放时电流的变化对直流供电电源端电压的影响减少到最小限度，提高了超欠电压保护电路的检测精度；如果直流供电电压的内阻很小，J的吸合电流不大，在J吸合时对直流供电电源的端电压无什么影响，则可将R12省去，D5为续流二极管。
先叙述将冷冻室变为冷藏室的工作情况，开关K1如附
图1所示位置，RT为热敏电阻，作为温度传感器(探头)置于冰箱冷冻室中，LM339的下部第3、第4电压比较器作为温度控制部份，温度设定由二极管D1两端引出到LM339的第11、第8脚，作为冰箱内温度的上、下限值，热敏电阻RT与电阻R3的接点T引到LM339的第9、第10脚、冰箱温度的变化引起热敏电阻RT的变化，即引起T点电位的变化，并与二极管D1两端设定的电压相比较，从而达到温控的目的。
假设由D1的正负极电压——即VL8、VL11之间的电压设定了冰箱内的某温度值，RT为一负温度系数的热敏电阻，即当温度上升时其阻值下降，则T点电位上升；温度降低时其阻值上升，T点电位下降；在开始时冰箱温度较高，RT值较小，T点电位较高，VL9＞VL8，IC1的14脚内部所接三极管截止，V＋通过R8加到NE555的第2脚，又因为VL9＞VL11，IC1的13脚内部所接三极管，呈低电位，经R9，使三极管BG饱合导通，V＋通过R10给C1充电，其充电时间常数为RC，适当选择R与C的数值则可达到选定的时间，经一段时间后，VN6逐步上升，直到＞2／3V＋，则J吸合，给冰箱供电，随着时间的推移，温度逐步下降，T点电位将小于VL11，此时，IC2并不翻转而维持原态，J继续吸合，冰箱继续制冷，直到V9＜V8时，IC1的14脚所接内部三极管导通，V＋经R8、R7接地，只要恰当选择R8、R7(R7实际上可以省去，将R7接上也行)，使IC2第2脚电位低于1／3V＋，则IC2翻转，继电器J断电，同时IC2第6脚经二极管D3迅速放电，为下次延时作好准备，与IC114脚相连的D2为隔离二极管，即使VL14＝0伏，也不会影响上面的电压保护电路；J断电后，冰箱温度将逐步回升，一直升到T点电位＞IC1第11脚电位时，又重复上述过程。D1选用AK型或AP型，其饱和压降约为0.2V～0.3V，不管冰箱温度从哪点开始，其间温差与D1两端电压相对应，基本可认为温差为一恒定值，即所谓的等温差控制，这是利用了二极管正向导通时的稳压特性，也是本实用新型的一大特点。
例如现有一负温度系数的热敏电阻，其阻值与温度的关系如下表
<p>如附
图1所示，R3取20K，DW为5V稳压管，则冰箱从10℃～6℃时，T点对地电压(即VL9)为4伏～3.29伏，R4取5.1K，R5取10K，R6取10K，当W3从上端变到下端时，二极管D1的电压(即VL8)为4.01～3.23伏，只要将W3调到一定位置，即可将冰箱内的温度控制在10℃～6℃之间，其中包括了1℃～3℃的新式保鲜法所用的温度，因这种温度温度始终没有达到冷冻温度，冰箱自身的温控器是不会使冰箱停电的，只能由本温控器来控制，D2的正向压降若选为0.2伏，则冰箱内高低温差为4℃左右。
由于采用了这种温控方式，有明显的节电效果，如TOSHIBA NA 186E直冷式冰箱，在室温34℃时，日耗电量由1.7度降为0.5度，NATIONAL NR 153TA间冷式冰箱，在室温18℃，冷藏温度为2℃时，日耗电量由1.2度降为0.3度，达到了合理使用冰箱冷藏室容量的目的，这种方式是在不牺牲冷藏指标的同时，合理使用冷藏容量，达到主动节电的效果。
此时本实用新型作为冰箱保护器使用，能检测供电电压高低，是否在冰箱允许使用的范围内(在冷冻室变冷藏时，电压保护器同样起作用)，还能作断电延时器使用，下面分别叙述之。
附
图1中虚线框Ⅱ部份，IC1上部两电压比较器是用来作为电压检测用的，DW提供一稳定电压，接到IC1的第5、第6脚上，电压高低是由W1、W2上取出的电压来与DW的电压VD相比较的，电位器W1、W2为欠超压设定电位器，当设定以后，W1、W2上下两端电阻有一定分压比，而直流电压又将随电源电压的高低而变，当电压正常时，IC1第1脚、第2脚内部所接二极管截止，不论从R2或从D2来的正电压均不能通过LED1、LED2进入IC1，但是，当电压降低到电冰箱电源下限时，由W1分压后，将使VL7＜VL6，IC1第1脚呈低电位，V1经R8、R7、D2、LED1接地(R7省去，将R7短接也不会影响其逻辑功能)，使VN2＜1／3V1继电器J断电，且IC2第6脚经D3、D2、LED1放电，为下次延时作好准备，当电源电压超过冰箱允许使用电压时，其道理同上，只不过通电回路中的LED1转变为LED2而巳，如果不需要区别电源电压高低，只需显示电源电压不正常时，则将LED1和LED2相并联，改用一只发光二极管显示，从IC1电源理图(附图5)中可看出，它内部是不会有短路现象发生的，而制作中却节省了一只二极管。
如果电源断电后又立即来电，附
图1所示电路有无延时作用呢？回答是肯定的，一旦电源断电，C1上的电荷将通过D4、D3、D2、R2经R1、DW及与DW并联的电阻迅速放电，来电后，要经电阻R10向C1充电，直到VN6＞2／3V＋时，才能给冰箱供电，起到了延时供电作用，其中C4的作用是接通电源后，使VN3和VN7处于1的状态，在J的触点处采用了灭弧措施。
综上所述，本实用新型的优点是十分显著的1＞能将冰箱冷冻室变为冷藏室，节电效果显著；2＞用一转换开关能很容易的恢复冰箱原有功能，使用方便；3＞具有超欠压保护和延时启动功能，保护了冰箱压缩机电机；4＞本实用新型采用了通用元器件，制作简单，成本低廉，运行可靠安全；5＞本实用新型既可作冰箱附件出售，又可由厂家直接安装在冰箱中，增加冰箱功能；6＞本实用新型具有实现新式保鲜(1℃～－3℃)功能。
本实用新型作为附件在冰箱上的安装不必变冰箱的原有结构，如附图6所示。从中看到，安装容易，使用方便。
附图2只是在附
图1作了一点改动，RT作为IC1的负端控制即IC1的14脚为启动，13脚为仃止；IC2的2和6脚接在一起，具有更好的防干扰性能，控制原理基本上与附
图1一致，此处不再复述了。
附
图1的有关参数如下D1～D5 2AP型；D6～D7 2CZ型；C1＝330μf；C2＝0.1μf；C3＝470μf，C4＝10μf；C5＝0.047μf；W1＝W2＝100K；W3＝5.1K；DW＝5V；R1＝510K；R2＝1.5K；R3＝20K；R8＝10K；R9＝27K；直流供电电压为9V，启动延时约5～6分钟。
权利要求1.一种适用于电冰箱的节电保护型温控器是由温度设定及检测电路，超欠压检测电路和触发驱动电路组成，其特征是温度设定采用了等温差控制，超欠压检测电路采用了集成电压比较器，驱动电路具有恒功率输出和延时触发。
2.权利要求1所述的温控器，其特征是驱动电路采用了555时基电路和二极管BG组成，在其复位端采用了RC延时电路。
专利摘要一种电冰箱节电保护型温控器，是由温度设定及检测电路，超欠压检测电路和触发驱动电路组成，尤其适用于双门及有专门冷冻室的冰箱，在不需要冷冻食品或冷冻食品较少时，通过转换开关能方便地将冷冻室作为冷藏室使用，节电效果一般达60％左右，需要时又能及时恢复冰箱原有功能，且具有延时启动和超欠压保护功能，既可作附件放在冰箱外面而不破坏冰箱外观和内部任何结构，安装方便，又可作为冰箱的一种控制部件与冰箱做成一体，本实用新型用普通元器件组成，成本低廉，功能多样，性能安全可靠使用十分方便。
文档编号F25D29/00GK2062808SQ89208799
公开日1990年9月26日 申请日期1989年6月19日 优先权日1989年6月19日
发明者杨敏 申请人:杨敏