一種電子溫度控制器的製作方法
2023-10-27 20:33:57 3
專利名稱：一種電子溫度控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冷凍設備技術領域，尤其涉及一種電子溫度控制器。
背景技術：
傳統的冰箱、冷櫃等冷凍設備多數採用控制精度不高的機械式溫度控制 器，隨著近幾年電子技術的發展逐漸採用了電子顯示和操作面板，而完全採用 電子式控制的溫度控制器是近一兩年才被應用的，但多數是採用功能相對單一 的控制晶片，以滿足特定的功能需要。
傳統的冷凍設備的控制器，由於只能設定一個溫度區間(冷藏或冷凍)， 所以當溫度控制器設定在冷凍溫度區間時，則需要壓縮機頻繁啟停甚至持續運 行，才能保證相對低溫，而壓縮機的頻繁啟停及持續運行是非常浪費電能的。 但如果一開始就讓溫度設定在冷藏溫區，當被冷藏物品剛放入櫃內時，溫度還 較高，如不進行一定冷凍處理，不利於長時間保存。目前市面上有些冷凍設備 的溫度控制器設計了兩個溫控點，但需要人為的開關切換才能實現。並且採用 上述方案的電子溫度控制器，多數都是採用簡易的專用晶片進行控制，儘管成 本較低，但控制方式複雜，而且採用模擬方式，控制精度不高。這些溫度控制 器極少有溫度顯示裝置，即使有，線路也較為複雜。溫度的設定方式採用旋鈕 式，儘管運行時可以在對應的溫控點進行控制，但是設定值不是固定的，只是 在刻度的近似範圍內。
另外目前少數溫度控制器產品也考慮了寬電壓輸入的問題，並且有採用開 關電源方案的，但是對於超欠壓保護方面，較多採用開關電源晶片自身的特性， 在輸入超欠壓時切斷電源的輸出，這樣整個溫度控制器均無法正常工作。也有部分產品考慮超欠壓保護，利用傳統電源模式中變壓器輸出正比例於輸入的特 性，利用複雜的取樣比較電路來實現超欠壓控制，但這樣一來溫度控制器失去 了寬電壓工作的特點。
實用新型內容
本實用新型的目的在於提出一種電子溫度控制器，能夠實現對冷凍設備溫 度的精確控制，達到節能的目的，並且電子溫度控制器的供電系統能夠使得電 子溫度控制器在較為惡劣的電壓條件下也可以正常工作。
為達此目的，本實用新型採用以下技術方案-
一種電子溫度控制器，適用於冷凍設備，包括門開關、門開關信號檢測電 路、冷凍設備溫度傳感器、冷凍設備溫度傳感器檢測電路、控制單片機、壓縮 機驅動電路和壓縮機開關，
所述門開關、所述門開關信號檢測電路與所述控制單片機依次連接，所述 門開關信號檢測電路用於檢測所述門開關的狀態信息並發送給所述控制單片 機，所述控制單片機用於根據獲取的所述門開關的狀態信息判斷所述冷凍設備
是否轉換節能模式；
所述冷凍設備溫度傳感器、所述冷凍設備溫度傳感器檢測電路、所述控制 單片機與所述壓縮機驅動電路依次連接，所述冷凍設備溫度傳感器用於獲取所 述冷凍設備的溫度並發送給所述冷凍設備溫度傳感器檢測電路，所述控制單片 機用於根據從所述冷凍設備溫度傳感器檢測電路獲取的所述冷凍設備的溫度 信息來判斷是否啟動壓縮機，並通過所述壓縮機驅動電路驅動所述壓縮機開 關。
還包括節能按鍵，所述節能按鍵與所述控制單片機連接，用於所述控制單 片機根據所述節能按鍵發送的信號判斷所述冷凍設備是否轉換節能模式。
還包括數碼管、LED指示電路和蜂鳴器電路，所述數碼管、LED指示電路和蜂鳴器電路與所述控制單片機連接，所述數碼管用於從所述控制單片機獲取 所述冷凍設備的溫度、故障時的故障代碼和菜單狀態下顯示菜單項信息並顯
示，所述LED指示電路和蜂鳴器電路用於顯示運行狀態及聲音提示。
還包括開關電源轉換電路，所述開關電源轉換電路與輸入電源連接，用於
將輸入電源的電壓轉換成恆定的電壓，提供給蜂鳴器電路、照明驅動電路、蒸
發器風扇電機驅動電路和壓縮機驅動電路。
還包括穩壓晶片，所述穩壓晶片與所述開關電源轉換電路連接，用於將所
述開關電源轉換電路輸出的電壓進行轉換，提供給所述控制單片機、數碼管和
外圍電路。
還包括整流器和分壓電路，所述整流器一端連接輸入電源， 一端連接所述 分壓電路，所述分壓電路的另一端與所述控制單片機連接，所述整流器用於將 所述輸入電源轉換成直流，所述分壓電路用於對所述整流器出來的電壓進行分 壓，使得進入所述控制單片機的電壓低於從所述穩壓晶片出來的電壓。
所述控制單片機包括AD轉換管腳，所述AD轉換管腳用於獲得從所述分壓 電路出來的電壓信號，並轉換成數位訊號，提供給所述控制單片機判斷是否斷 開所述壓縮機開關。
還包括存儲晶片，所述存儲晶片和所述控制單片機連接，用於記錄系統運 行參數和狀態。
還包括存取埠，所述存儲晶片和所述存取埠連接，用於和外部存儲單 元進行數據交互。
還包括照明驅動電路、照明開關、蒸發器風扇電機驅動電路和蒸發器風扇 電機開關，所述照明驅動電路和照明開關與所述控制單片機連接，用於控制照 明設備，所述蒸發器風扇電機驅動電路和蒸發器風扇電機開關與所述控制單片 機連接，用於控制蒸發器風扇電機。
還包括冷凝器溫度傳感器和冷凝器溫度傳感器檢測電路，所述冷凝器溫度傳感器和冷凝器溫度傳感器檢測電路與所述控制單片機連接，用於監控冷凝器 的運行狀態。
採用了本實用新型的技術方案，由於是採用單片機系統，首先可以很輕鬆 的設定兩個不同的溫區，且溫度是固定值，溫度控制器運行時，通過單片機的
控制，可以精確地實現在預設溫度值附近啟停壓縮機達到控制溫度的目的；並 且兩種運行狀態轉換也容易實現，除人工通過按鍵切換外，也可以由單片機判 斷長時間未開門而進入節能狀態；由於既採用了可以適應寬電壓輸入的開關電 源模式，又巧妙地直接利用輸入進行比例分壓，並輸入單片機AD轉換管腳， 轉換成數位訊號在單片機內部進行程序比較，避免了複雜的硬體電路，提高了 系統的可靠性。
圖l是本實用新型具體實施方式
中電子溫度控制器的電氣原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖並通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。 本實用新型技術方案的主要思想是通過單片機控制系統，結合溫度傳感器 和門開關等部件，採集冷凍設備內部的溫度狀態及一定時間內冷凍設備門開關 的次數等信息，與預先設定的參數進行判別及運算，從而控制冷凍設備工作是 在正常模式還是冷藏狀態下。此外通過與單片機相連的數碼管顯示屏將當前的 溫度或者告警信息顯示出來，壓縮機、冷凝器等負載的運行狀態通過LED進行 指示。預設的參數可以透過按鍵進行在線修改，修改的信息可以通過數碼管顯 示出來；或者通過外部程序燒寫器，對所有參數進行修改，並且在運行過程中 可以隨時進入參數設定狀態查看當前各個參數的信息。
8圖1是本實用新型具體實施方式
中電子溫度控制器的電氣原理圖。如圖1
所示，該電子溫度控制器包括門開關K1、門開關信號檢測電路IN1、冷凍設備 溫度傳感器S1、冷凍設備溫度傳感器檢測電路IN2、冷凝器溫度傳感器S2、 冷凝器溫度傳感器檢測電路IN3、控制單片機IC1、照明驅動電路0UT1、照明 開關J1、蒸發器風扇電機驅動電路0UT2、蒸發器風扇電機開關J2、壓縮機驅 動電路0UT3、壓縮機開關J3、按鍵SW1 4、數碼管SEG1、 LED指示電路LED廣3、 蜂鳴器電路BUZ1、開關電源轉換電路P1、穩壓晶片IC3、整流器BR1、分壓電 路V1、存儲晶片IC3、存取埠IN4，
門開關Kl、門開關信號檢測電路IN1與控制單片機IC1依次連接，門開 關信號檢測電路IN1檢測門開關Kl的狀態信息並發送給控制單片機IC1，控 制單片機IC1根據獲取的門開關Kl的狀態信息判斷冷凍設備是否轉換節能模 式。
冷凍設備溫度傳感器S1、冷凍設備溫度傳感器檢測電路IN2、控制單片機 IC1與壓縮機驅動電路0UT3依次連接，冷凍設備溫度傳感器Sl獲取冷凍設備 的溫度並發送給冷凍設備溫度傳感器檢測電路IN2，控制單片機IC1根據從冷 凍設備溫度傳感器檢測電路IN2獲取的冷凍設備的溫度信息來判斷是否啟動 壓縮機，並通過壓縮機驅動電路驅動壓縮機開關。
按鍵SW1 4包括節能按鍵，節能按鍵與控制單片機連接，控制單片機根據 節能按鍵發送的信號判斷冷凍設備是否轉換節能模式。
數碼管SEG1、 LED指示電路LED廣3和蜂鳴器電路BUZ1與控制單片機IC1 連接，數碼管SEG1從控制單片機IC1獲取冷凍設備的溫度、故障時的故障代 碼和菜單狀態下顯示菜單項信息並顯示，LED指示電路LED1 3和蜂鳴器電路 BUZ1顯示運行狀態及聲音提示。
開關電源轉換電路P1與輸入電源ACPLUG連接，將輸入電源ACPLUG的電 壓轉換成恆定的電壓，提供給蜂鳴器電路BUZ1、照明驅動電路0UT1、蒸發器風扇電機驅動電路0UT2和壓縮機驅動電路0UT3。
穩壓晶片IC2與開關電源轉換電路Pl連接，將開關電源轉換電路Pl輸出 的電壓進行轉換，提供給控制單片機IC1和數碼管SEG1。
整流器BR1—端連接輸入電源ACPL11G， 一端連接分壓電路V1，分壓電路 VI的另一端與控制單片機IC1連接，整流器BR1將輸入電源ACPLUG轉換成直 流，分壓電路VI對整流器BR1出來的電壓進行分壓，使得進入控制單片機IC1 的電壓低於從穩壓晶片出來的電壓。
控制單片機IC1包括AD轉換管腳，AD轉換管腳獲得從分壓電路出來的電 流信號，並轉換成數位訊號，提供給控制單片機工C1判斷是否斷開壓縮機開關 J3。
存儲晶片IC3和控制單片機IC1連接，記錄系統運行參數和狀態，存儲芯 片IC1和存取埠 IN4連接，和外部存儲單元進行數據交互。
照明驅動電路0UT1和照明開關J3與控制單片機IC1連接，控制照明設備， 蒸發器風扇電機驅動電路0UT2和蒸發器風扇電機開關J2與控制單片機連接， 控制蒸發器風扇電機。
冷凝器溫度傳感器S2和冷凝器溫度傳感器檢測電路IN3與控制單片機 IC1連接，監控冷凝器的運行狀態。
為控制冷凍設備的工作狀態，達到節能效果，由門開關K1、門開關信號檢 測電路IN1、冷凍設備溫度傳感器S1、冷凍設備溫度傳感器檢測電路IN2和控制 單片機IC1等組成檢測電路，並且結合按鍵(SW廣4)的適用情況，來判斷是否 應該進入節能模式。進入節能方式有兩種， 一種是按下SW1 4中對應的節能按 鍵，溫度控制器強行進入節能模式；另一種就是當冷凍設備持續關門時間超過 設定的tES (比如默認值2小時)值，貝抽控制單片機ICl控制自動進入節能模 式，這需要控制單片機從門開關信號檢測電路IN1對門開關的狀態取樣，並在 內部進行計時。如果在進入節能模式後，冷凍設備頻繁開門(半小時內開門次數超過2次)， 則自動退出節能模式，返回正常模式，此時控制單片機IC1依然需要從門開關 信號檢測電路IN1對門開關的狀態取樣，判斷是否開門，或者每半小時內開門 的次數；或者在節能模式下再次按節能按鍵，強行退出節能模式。
不論在何種模式下，都需要通過冷凍設備溫度傳感器檢測電路IN2採集冷 凍設備溫度傳感器S1探測到的冷凍設備溫度，在正常模式下，溫度升高到CIN 溫度點，控制單片機IC1通過壓縮機驅動電路0UT3，驅動壓縮機開關J3閉合，啟 動壓縮機M。工作一定時間後，溫度降低到CON溫度點，控制單片機IC1通過壓 縮機驅動電路0UT3，驅動壓縮機開關J3斷開，停止壓縮機M，如此循環。
當在節能模式下，壓縮機M的啟停溫度點調整為CIS、 COS，啟停規律同正 常模式。不論何種模式，控制單片機IC1都會把冷凍設備溫度傳感器S1探測到 的溫度，實時的顯示在數碼管SEG1上。
為了解決寬電壓輸入的問題，本具體實施方式
中的溫度控制器採用了開關 電源轉換電路P1，保證了儘管輸入電壓變化很大，但是輸出的VDD電壓是恆定 的，該VDD電壓用來驅動蜂鳴器電路、照明驅動電路、蒸發器風扇電機驅動電
路和壓縮機驅動電路。
VDD電壓進一步通過穩壓晶片IC3，獲得電壓VCC，用來驅動控制單片機IC1、 數碼管SEG1及其他外圍電路，包括保證控制單片機IC1正常工作、以及保證和 控制單片機IC1相連的電路能正常工作的所有電阻、電容、二極體、三極體組 成的電路。
本實施方式還設計了 一個檢測電路，首先將輸入電流經過整流器BR1轉換 為直流，然後經分壓電路V1進行分壓，使其輸入控制單片機IC1的電壓低於VCC 電壓，避免電壓過高燒毀控制單片機IC1。這裡需要將從分壓電路V1出來的電 壓信號輸入到單片專用的AD轉換管腳，通過這種方式可以將電網的輸入電壓， 轉化為可以為控制單片機IC1識別的數字量，並與預先設定的電壓值進行比較，當判斷出輸入電壓超限時，則控制單片機IC1會通過壓縮機驅動電路0UT3，驅動 壓縮機開關J3斷幵，從而切斷壓縮機M與電網的聯繫。
還有存儲晶片IC2和控制單片機IC1連接，將設置的系統運行參數和狀態 記錄下來，當系統異常斷電，所記錄的參數也不會丟失，當系統供電恢復，系 統仍可按斷電前狀態運行。
另外，此系統和存取埠 IN4配合，當通電時控制單片機IC1檢測到存取 埠 IN4有外接外部存儲單元，則系統進入存儲器讀寫程序，藉助控制單片機 IC1可以將外部存儲單元的內容批量寫入存儲晶片IC2中，也可以將存儲晶片 IC2的內容寫入外部存儲單元中。讀寫程序結束，則進入正常程序狀態，在系 統運行過程中不會再進入存儲器讀寫程序，除非再次通電啟動。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範 圍並不局限於此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術範圍內，可 輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實 用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求1、一種電子溫度控制器，適用於冷凍設備，其特徵在於，包括門開關、門開關信號檢測電路、冷凍設備溫度傳感器、冷凍設備溫度傳感器檢測電路、控制單片機、壓縮機驅動電路和壓縮機開關，所述門開關、所述門開關信號檢測電路與所述控制單片機依次連接，所述門開關信號檢測電路用於檢測所述門開關的狀態信息並發送給所述控制單片機，所述控制單片機用於根據獲取的所述門開關的狀態信息判斷所述冷凍設備是否轉換節能模式；所述冷凍設備溫度傳感器、所述冷凍設備溫度傳感器檢測電路、所述控制單片機與所述壓縮機驅動電路依次連接，所述冷凍設備溫度傳感器用於獲取所述冷凍設備的溫度並發送給所述冷凍設備溫度傳感器檢測電路，所述控制單片機用於根據從所述冷凍設備溫度傳感器檢測電路獲取的所述冷凍設備的溫度信息來判斷是否啟動壓縮機，並通過所述壓縮機驅動電路驅動所述壓縮機開關。
2、 根據權利要求l所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括節 能按鍵，所述節能按鍵與所述控制單片機連接，用於所述控制單片機根據所述 節能按鍵發送的信號判斷所述冷凍設備是否轉換節能模式。
3、 根據權利要求l所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括數 碼管、LED指示電路和蜂鳴器電路，所述數碼管、LED指示電路和蜂鳴器電路 與所述控制單片機連接，所述數碼管用於從所述控制單片機獲取所述冷凍設備 的溫度、故障時的故障代碼和菜單狀態下顯示菜單項信息並顯示，所述LED 指示電路和蜂鳴器電路用於顯示運行狀態及聲音提示。
4、 根據權利要求l所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括開 關電源轉換電路，所述開關電源轉換電路與輸入電源連接，用於將輸入電源的電壓轉換成恆定的電壓，提供給蜂鳴器電路、照明驅動電路、蒸發器風扇電機 驅動電路和壓縮機驅動電路。
5、 根據權利要求4所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括穩 壓晶片，所述穩壓晶片與所述開關電源轉換電路連接，用於將所述開關電源轉 換電路輸出的電壓進行轉換，提供給所述控制單片機、數碼管和外圍電路。
6、 根據權利要求5所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括整 流器和分壓電路，所述整流器一端連接輸入電源， 一端連接所述分壓電路，所 述分壓電路的另一端與所述控制單片機連接，所述整流器用於將所述輸入電源 轉換成直流，所述分壓電路用於對所述整流器出來的電壓進行分壓，使得進入 所述控制單片機的電壓低於從所述穩壓晶片出來的電壓。
7、 根據權利要求6所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，所述控制 單片機包括M)轉換管腳，所述AD轉換管腳用於獲得從所述分壓電路出來的電 壓信號，並轉換成數位訊號，提供給所述控制單片機判斷是否斷開所述壓縮機 開關。
8、 根據權利要求l所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括存 儲晶片，所述存儲晶片和所述控制單片機連接，用於記錄系統運行參數和狀態。
9、 根據權利要求8所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括存 取埠，所述存儲晶片和所述存取埠連接，用於和外部存儲單元進行數據交互。
10、 根據權利要求l所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括照 明驅動電路、照明開關、蒸發器風扇電機驅動電路和蒸發器風扇電機開關，所 述照明驅動電路和照明開關與所述控制單片機連接，用於控制照明設備，所述 蒸發器風扇電機驅動電路和蒸發器風扇電機開關與所述控制單片機連接，用於 控制蒸發器風扇電機。
11、 根據權利要求1所述的一種電子溫度控制器，其特徵在於，還包括冷凝器溫度傳感器和冷凝器溫度傳感器檢測電路，所述冷凝器溫度傳感器和冷凝 器溫度傳感器檢測電路與所述控制單片機連接，用於監控冷凝器的運行狀態。
專利摘要本實用新型公開了一種電子溫度控制器，門開關信號檢測電路檢測門開關的狀態信息並發送給控制單片機，控制單片機判斷冷凍設備是否轉換節能模式；冷凍設備溫度傳感器獲取冷凍設備的溫度並發送給冷凍設備溫度傳感器檢測電路，控制單片機根據冷凍設備的溫度信息來判斷是否控制壓縮機驅動電路，驅動壓縮機開關，啟動壓縮機。採用了本實用新型的技術方案，能夠實現對冷凍設備溫度的精確控制，達到節能的目的，並且電子溫度控制器的供電系統能夠使得電子溫度控制器在較為惡劣的電壓條件下也可以正常工作。
文檔編號G05D23/20GK201255842SQ20082010994
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月22日 優先權日2008年8月22日
發明者吳運金 申請人:北京凱鼎國際科貿有限責任公司