電冰箱電子節電全自動保護器的製作方法
2023-04-27 06:15:41 1
專利名稱：電冰箱電子節電全自動保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於節電領域，涉及一種家用電冰箱的節電與保護裝置。
目前普遍使用的電冰箱正如《家用電冰箱使用與維修》(廣州萬寶電器工業公司編著，中國經濟出版社出版)一書中所述，均分別設有冷凍室和冷藏室，其中冷凍室是為長期存放冷凍食品而設置的，它的容積雖只佔電冰箱整體容積的四分之一左右，但卻消耗了大部分電能。目前市場上的電冰箱基本都是三星、四星級其冷凍室溫度在－18℃以下當環境溫度為32℃時，冷凍室內外溫差達50℃左右，因此，冷凍室內外懸殊的溫差是消耗電能的根本所在。在實際生活中，當只需短期存放食品或僅需冷藏物品時則白白地浪費了大量的電能。
如在冰箱上實現溫度切換，則可節約電能，(根據生活需要將冷凍室切換為冷藏室或將三星四星級冷凍溫度切換為一星級冷凍溫度)。但必須在製冷系統內部使用電磁閥或採用雙壓縮機組，但由於雙壓縮機成本過高，而電磁閥存在著製造難、易洩漏、成本高、壽命短等缺點，目前尚不能廣泛用於普通家用電冰箱。(《電氣時代》1991年第5期，中國電工技術學會主辦，機械工業出版社出版；《家用電器》1989年第3、第12期，中國輕工協會，家用電器工程協會主辦，家用電器出版社出版)另外，由於我國電力容量不夠，很多地區供電電壓不穩，常出現超壓、欠壓及瞬間斷電現象，這均不利於冰箱的正常使用，易損壞壓縮機或縮短其使用壽命。
本實用新型目的是克服以上缺點，避免現有技術的不足，提供一種電冰箱的附加電子裝置，使電冰箱既可保持原有功能，當需要時又可將冷凍室切換為冷藏室使用(標準冷藏溫度0℃－10℃)，對於三星、四星級電冰箱(冷凍溫度－18℃以下，可存放食品半年以上)該裝置可將其冷凍溫度切換為一星級使用(－6℃左右，可存放食品一個月能滿足一般家庭需要)以節約電能。同時對市電出現的超壓、欠壓及瞬間斷電起到及時而有效的保護作用。
本實用新型是由電源；市電檢測超欠壓延時保護電路及時間控制電路所組成的電冰箱電子節電保護器，將其串接於市電與冰箱之間，當需要時控制並改變壓縮機的開停比，將冰箱冷凍室的溫度上升為標準冷藏溫度(0℃－10℃)或一星級冷凍溫度(－6℃)並保持住，用於存放只需冷藏食品或只需短期存放的冷凍食品。由於冷凍室僅為冰箱容積的四分之一左右，加之改變了冷凍室的溫度後降低了冰箱內外懸殊的溫差，故可使耗電量大大降低經試驗當只需冷藏時節電率高達70％以上，測試數據如圖3。
當只需短期存放冷凍物品時，則可通過調整調溫旋鈕，使冷凍室保持一星級冷凍溫度，由於一星級冷凍溫度遠遠高於三星、四星級冷凍溫度，因此也降低了箱內外的懸殊溫差，並使壓縮機工作時間減少故耗電量大大降低經試驗，節電率可達40％左右，測試數據如圖4。
由於在節電運行中，壓縮機組工作時間縮短，並避免了溫升過高，所以其使用壽命相對來說延長了。在節電運行中，原冷藏室溫度低於環溫，可用來存放禽蛋、蔬菜、水果等不需低溫冷藏的物品。
當冬季來臨冰箱閒置不用時，可將電冰箱處於節電運行狀態，以達到對冰箱維護性運轉目的。
另外，由於我國的國情及生活習慣，平時冰箱利用率很低，而在春節期間卻常感到冷凍室不夠放，本節電保護器可使電冰箱冷藏室在需要時達冰點(0℃)以下；無論電冰箱處於何種運行狀態，如遇市電超壓、欠壓本實用新型可迅速切斷電源；如遇瞬時斷電可對電冰箱起延時保護作用。
此外，本實用新型還有安裝使用方便不需對冰箱作任何改動，工作可靠，高性能價格比等特點。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體結構及工作原理
圖1是本實用新型的外型圖，圖2是本實用新型的電路原理圖，圖3圖4是冰箱使用本實用新型前後耗電量的對比圖。
參看圖1與圖2，在外殼10上有指示燈4、5(發光二極體LED1，LED2)復位開關6(開關K2)冷擴開關7(開關K1)，調溫旋鈕9(與電位器W3相配)、及插座T。外殼10內安裝電子節電器的電器部分。電源1通過插頭8接市電，插座T由繼電器常開觸點J－1控制電源通斷，D1－D4構成整流全橋其輸入端經C1(或變壓器)後並聯於市電兩端，輸出端並聯有穩壓管DW1濾波電容C2。
市電檢測、超欠壓延時保護電路2由IC1、(555時基集成電路)BG1、BG2等所組成，其中IC1接成雙穩態電路(施密特觸發器)，IC1②⑥兩腳與地間接有延時電容C，並通過R3接電源正端，⑧④兩腳接電源正端，①腳接地，⑤腳通過C6接地，③腳與電源正端間接有LED1、R6並與電路3的地端相接。D5正極接市電、另一端通過R1、W1及R2、W2接地，DW2串接於W1與BG1基極之間，DW2負極與地間接有電容C3，DW3串接於W2與BG2基極之間，DW3負極與地間接有電容C4。BG1、BG2集電極與電源正端間分別接有R3、R4，BG1、BG2的發射極均直接接地。D6正極與BG1集電極相接，另一端與DW3負極相接，D7負極接BG2的集電極、正極接於A點。
時間控制電路3由IC2(555時基集成電路)所接成的無穩態多諧振蕩器所組成，其中W3、R7、R8、R9、R10、C7串聯後跨接電源正端與IC1③腳之間，在R7、R8、R9、R10相串接的三個接點上並聯連接有開關K1，在C7的兩端並聯連接有開關K2，其中R7、R9為熱敏電阻。IC2的⑦腳接於R8與R9的接點，②⑥兩腳接於B點，D8正極接⑦腳另一端接B點，IC2⑧④兩腳接電源正端、①腳接IC1的③腳，IC2⑤腳通過電容C4接IC1的③腳，IC2的③腳與IC1的③腳間接有繼電器J、D，及R11、LED2。
由於本實用新型在節電運行時將電冰箱的冷凍室溫度控制在標準冷藏溫度或一星級冷凍溫度，而這時冰箱冷藏室的溫度雖低於環境溫度，但仍高於冰箱內原溫控器各檔所控制的溫度因此電冰箱原控制系統始終處於接通狀態。
當需節電運行時將K1撥至G檔、K2打開，電源1接通，市電通過C1降壓、D1－D4整流、DW1穩壓C2濾波後為低壓直流電源，它經R5向C5充電使A點電位逐漸升高，當升至＞ 2/3 Vcc時IC1③腳翻轉為低電平，電路3開始工作。此時由於C7兩端電壓不能突變，所以B點電位低於 1/3 Vcc，因此IC2③腳輸出高電平，繼電器J吸合，常開觸點J－1閉合，與插座T相連接的電冰箱壓縮機開始工作。同時電源通過W3、R7D8向電容C7充電，使B點電位逐漸升高，當升至＞ 2/3 Vcc時IC2③腳翻轉為低電平，J釋放、J－1斷開、壓縮機停止工作。與此同時IC2⑦腳對地導通，C7通過R10、R9及IC2⑦腳對地放電，使B點電位逐漸下降，當B點電位下降至＜ 1/3 Vcc時，IC2③腳翻轉輸出高電平、J吸合、壓縮機又開始工作。如此往復可使電冰箱冷凍室溫度恆定在一定的範圍內。調整W3可改變對C7的充電時間，也就是改變壓縮機工作的時間，可使冰箱冷凍室溫度在－6℃至10℃之間變化。因此調整W3可將冰箱冷凍室切換為冷藏室使用或將三星、四星級冰箱冷凍室切換為一星級使用。在節電運行中，由於存在著春、夏、秋、冬四季及白晝與夜晚的溫差，冷凍室內的溫度也隨環境溫度變化而波動，本實用新型在環境溫度變化時由熱敏電阻R7、R9自動進行溫度補償；當環溫升高時，負系熱敏電阻R9阻值變小，使C7的放電時間變短也就是使壓縮機停機時間變短，反之則變長；當環溫升高時也使正系熱敏電阻R7阻值變大，使C7充電時間變長，也就是壓縮機工作時間變長，反之則變短。
若需恢復冰箱原功能，則只需將復位開關K2關閉，此時C7被短路，B點始終為低電位，IC2始終不會翻轉，J始終吸合，插座T始終供電，因此冰箱恢復了原功能。此時雖不起節電作用，但仍具有保護功能。當遇瞬間斷電時，製冷系統內部壓力很高(9－14kg／cm2)，壓縮機立即啟動困難，且易燒毀。本實用新型在任何狀態下都能起到延時保護作用，當斷電後J釋放，冰箱電路被切斷，這時若恢復供電則必須重新通過R5向C5充電，使A點電位升至＞ 2/3 Vcc，IC1③腳才能翻轉為低電平，電路3才能重新工作電冰箱才能被恢復供電(延時時間為4－6分鐘)。
市電取樣信號經D5整流後分別經R1、W1和R2、W2分壓後取出，當市電正常時BG2截止，其集電極為高電位，因此A點電位可以升至＞ 2/3 Vcc，IC1的③腳為低電平，電路3工作。當市電超過245V時，R2、W2分壓增高，穩壓管DW3被擊穿導通，BG2同時也導通，集電極電位下降使A點電位＜ 1/3 VccIC1翻轉，其③腳輸出高電平，電路3停止工作，J釋放切斷冰箱電源。
當市電低於175V時，R1、W1分壓降低，DW2關斷，BG1截止，其集電極為高電位，使DW3導通，BG2同時也導通，它的集電極電位下降使A點電位＜ 1/3 Vcc，電路3同樣停止工作，切斷電源，從而使電冰箱得到保護。
合理地控制冰箱壓縮機的開停比，可將冰箱的冷藏室切換為冷凍室使用，例如在春節期間，一般電冰箱的開停比多為12至14之間，此時如將開停比改為11至21之間、冷藏室溫度可降至0℃以下。
當需將冷藏室切換為冷凍室使用時，將K2打開，K1置於E檔，此時R9被短路，因此C7的放電時間變短，也就是壓縮機停機時間變短，同時充電電路加入了R8使C7充電時間也就是壓縮機工作時間變長，因此改變了壓縮機的開停比。使用此種運轉方式區別於使用冰箱內溫控器的「強冷」檔，因「強冷」檔運轉時耗電量太高，並會因冰箱壓縮機連續運轉不停機而使壓縮機溫升過高。
權利要求1.一種電冰箱電子節電全自動保護器，本實用新型的特徵是a、電源1是由降壓電容C1(或變壓器)，整流管D1-D4，穩壓管DW1與濾波電容C2所構成，其中D1-D4組成橋式整流器，它的輸入端經C1並聯於市電兩端，輸出端並聯連接有DW1與C2，並在市電兩端並聯連接有受電路3中的繼電器J(或雙向可控矽)所控制其通斷的電源插座T，b、市電檢測、超欠壓延時保護電路2由IC1(555時基集成電路)、BG1、BG2等所組成，其中IC1接成雙穩態電路(施密特觸發器)，IC1②⑥兩腳與地間接有延時電容C3、並通過R5接電源正端，⑧④兩腳接電源正端，①腳接地、⑤腳通過C6接地，③腳與電路3的地端相聯接，D5正極接市電，另一端通過R1、W1及R2、W2接地，DW2串接於W1與BG1基極之間，DW2負極與地間接有電容C3，DW3串接於W2與BG2基極之間，DW3負極與地間接有電容C4，BG1、BG2集電極與電源正端間分別接有R3、R4，BG1、BG2的發射極均直接接地。D6正極與BG1集電極相接，另一端與DW3負極相接，D7負極接BG2的集電極，正極接於A點，c、時間控制電路3由IC2(555時基集成電路)所接成的無穩態多諧振蕩器所組成，其中W3、R7、R8、R9、R10、C7串聯後跨接電源正端與IC1③腳之間，IC2的⑦腳接於R8與R9的接點、②⑥兩腳接於B點，D8正極接IC2⑦腳，另一端接B點，IC2⑧④兩腳接電源正端，①腳接IC1的③腳，IC2的⑤腳通過電容C8接IC1的③腳、IC2的③腳與IC1的③腳間接有繼電器J、D9。
2.根據權利要求1所述的電子節電保護器，其特徵是在R7、R8、R9、R10相串接的三個接點上並聯連接有開關K1，在電容C7的兩端並聯連接有開關K2。
3.根據權利要求1或2所述的電子節電保護器，其特徵是電路3中的R7、R9為熱敏電阻。
4.根據權利要求1所述的電子節電保護器，其特徵是在電源正端與IC1的③腳間串接有R6與LED1，在IC2③腳與IC1③腳間串接有R11與LED2。
專利摘要電冰箱電子節電全自動保護器適用於電冰箱的節電與保護。現有的電冰箱在只需冷藏物品或只需短期冷凍物品時，利用率很低，故白白浪費了很多電能。本實用新型由電源、市電檢測超欠壓延時保護電路及時間控制電路所組成。將其串接於市電與冰箱之間，使得電冰箱既可保持原有功能，又可在只需冷藏物品或短期冷凍物品時具有顯著的節電功能，同時還可使電冰箱在超壓、欠壓及瞬間斷電時得到有效的保護。
文檔編號H02H3/24GK2116293SQ92200898
公開日1992年9月16日 申請日期1992年1月18日 優先權日1992年1月18日
發明者李健 申請人:李健