一种家用制冷机的控制系统技术方案

本申请涉及一种家用制冷机的控制系统，所述控制系统由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，控制器分别对温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路进行实时采样，达到设计控制标准时控制总回路开关和副绕组回路开关执行相应的动作。本申请结构简洁，功能齐全,使用方便，成本低，效果好。

A Control System of Domestic Refrigerator

The application relates to a control system of a household refrigerator. The control system consists of a controller, a power supply circuit, a temperature sampling circuit, a current sampling circuit, a voltage sampling circuit, a parameter setting circuit, a temperature and alarm display circuit, a main circuit switch and a secondary winding circuit switch. The controller and the power supply circuit, a temperature sampling circuit, a current sampling circuit and a voltage sampling circuit are composed of the controller and the power supply circuit. Circuit, parameter setting circuit, temperature and alarm display circuit, main circuit switch and secondary winding circuit switch are all connected. Power supply circuit and voltage sampling circuit are parallel to the main circuit power supply. Current sampling circuit, main circuit switch and compressor C terminal are connected in turn. Compressor S terminal is connected to the main circuit power supply N terminal through the secondary winding circuit switch. Controller respectively collects electricity for temperature sampling. The circuit, current sampling circuit and voltage sampling circuit are sampled in real time, and the main circuit switch and the secondary winding circuit switch are controlled to perform corresponding actions when the design control standard is reached. The application has the advantages of simple structure, complete functions, convenient use, low cost and good effect.

【技术实现步骤摘要】
一种家用制冷机的控制系统
本申请涉及一种家用制冷机的控制系统，主要用于实现家用制冷机的制冷温度控制和非正常工作状态保护及其内部制冷压缩机的开机起动控制。
技术介绍
定频压缩机式家用制冷机的制冷室温度控制、压缩机开机起动和过载保护的最终控制对象是制冷压缩机，压缩机内部的电机普遍采用分相式单相异步电动机，共有两个绕组，一个为主绕组，另一个为副绕组。其中温度控制和过载保护是以控制电机总回路通断为目的，而开机起动是以控制电机副绕组的通断为目的，目前市场上的家用制冷机普遍将以上三项控制采用各自独立的控制器来完成，如图1所示。制冷室的温度控制分为机械式温控器和电子式温控器，其中机械式温控器的控制原理是感温管内的感温剂压力随着温度的变化而发生变化，带动传动支架动作，控制支架上触点的开合；电子式温控器是通过温度传感器采集制冷室温度，控制电路将采集到的温度实时数据转换成电数据送入单片机与所设置的基准数据进行比较，根据比较结果输出相应信号控制继电器或电子开关的开合。不管是机械式温控器还是电子式温控器，其最终目的是通过控制制冷压缩机的开停来达到所要求的温度。过载保护主要对制冷压缩机在运行时过温升、过电流进行保护，使用时将热保护器紧贴在制冷压缩机外壳或电机绕组上，当制冷压缩机通过大电流时，热保护器内部发热元件瞬间产生较大热量引起双金属片弯曲翻转，并使动触头断开，起到过电流保护作用；此外，当制冷压缩机由于某种原因长时间运转，致使压缩机外壳或电机绕组温度过高，再加上热保护器内部发热元件产生热量叠加后促使双金属片受热弯曲翻转，并使动触头断开，起到过温升保护作用。因过电流和过温升而弯曲翻转的双金属片，当所处的环境温度低于双金属片设定的复位温度后，双金属片会自动复位，使热保护器重新进入工作状态。起动控制的作用是在制冷压缩机开机时接通副绕组进行起动，待起动完成后关断副绕组，目前普遍采用的是用正温度系数热敏电阻（PTC）实现起动，根据PTC的特性，常温时电阻较小，开机时副绕组有较大电流而起动，同时该电流也使PTC发热而阻值迅速上升，副绕组电流逐渐下降直至基本关断。随着电子控制技术的不断发展，各种电子式控制器将逐渐替代机械式控制器。申请人申请了专利号为201220135551.5的中国专利，已经对目前大量采用的机械式过载保护器的弊端进行了较详细的描述，采用该专利所设计的采用单片机控制电子式保护器可以有效解决以上问题。而目前大量采用的各种起动器中，也存在一些不足，或残余功耗较大，或起动性能不稳定，采用单片机控制的电子式起动器可有效解决以上不足。但是从制冷机整体的控制角度来看，采用相互独立的电子式温控器、电子式保护器和电子式起动器，需要各自的电源电路、控制芯片、执行电路，不仅增加了成本、能耗，还增加了发生故障的风险。
技术实现思路
本申请所采取的技术方案不仅克服了现有技术中存在的上述不足，还增加了短路、过欠压保护功能，提供了一种结构简洁，功能齐全，使用方便，成本低，效果好的家用制冷机的控制系统。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种家用制冷机的控制系统，其特征是由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数设置和制冷室温度参数设置，所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示。所述控制器分别对温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路进行实时采样，实时采样数据分别与相应的基准参数进行比较，达到设计控制（动作）标准时控制总回路开关和副绕组回路开关执行相应的动作。所述控制器可以采用各种现有的控制器实现，例如单片机。所述设计控制标准是指温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路的实时采样数据分别与相应的基准参数进行比较达到参数控制标准且起动或保护次数达到起动或保护次数控制标准。所述温度采样电路用于制冷室温度采样和压缩机壳体温度采样，其是否落在制冷室设置温度范围和压缩机壳体正常温度范围内作为温度控制和保护的判断依据（参数控制标准，下同）。所述电流采样电路对压缩机总回路（运行）电流进行采样，其落在总回路电流基准参数范围内还是落在总回路电流非正常工作状态（总回路电流非正常工作状态可细分为短路、运行过载、堵转）范围内作为压缩机总回路是否存在短路、运行过载、堵转的判断依据。所述电压采样电路对供电电源电压进行采样，作为供电电源是否存在过欠压的判断依据。所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数的设置和制冷室温度参数的设置，设置数据送入控制器进行处理后，作为比较和判断的基准数据。若操作者不输入参数，则默认采用上一次的设置参数或初始参数（开发时根据该款产品实际情况调试完成后确定的参数），初始参数设置在控制程序中。所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示。所述总回路开关是制冷温度控制和各种保护的执行开关，控制制冷压缩机的开停。所述副绕组回路开关是制冷压缩机的开机起动的执行开关，控制压缩机副绕组回路的通断，总回路开关和副绕组回路开关既可采用触点式的机械开关，也可以采用无触点电子开关。本申请控制系统构成完整的智能控制模块，通过一体化设计，减少了成本和能耗，降低了发生故障的风险。本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简洁，功能齐全,使用方便，成本低，效果好。附图说明图1是现有技术的控制原理示意图。图2是本申请实施例的控制原理示意图。具体实施方式本申请针对目前家用制冷机控制系统中所存在的不足，而采取一种更加优化的控制方案。本申请的设计框图如图2，本控制方案分两步进行优化，第一步将压缩机的机械式过载保护功能优化为电子式过载保护功能，同时增加短路和供电电源电压的过欠压保护功能；原PTC起动控制功能优化为电子式起动控制功能；第二步是在原电子式温控器的基础上，将电子式过载保护功能和电子式起动控制功能嵌入到电子式温控器中，形成一体型电子式控制方案，并且通过硬件电路和软件的合理设计，实现制冷室温度控制、压缩机起动控制及压缩机短路、运行过载、过热、堵转、电源过欠压保护；从图2中可以看出，在一体型控制方案设计的电路中，电源电路、智能控制模块为实现各种控制的共用单元，总回路开关为制冷室温度控制和过载保护控制共用的执行开关，所以通过一体化设计，不仅减少了成本和能耗，而且降低了发生故障的风险。参见图2，本申请整个控制方案由单片机MCU、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，电源电路、电压采样电路与供电（总回路）电源两端（L、N）并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机1的C端依次连接，压缩机1的S端经过副绕组回路开关连接至供电电源N端，压缩机1的M端与供电电源N端连接。其中：单片机MCU是整个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用制冷机的控制系统，其特征是：由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机C端依次连接，压缩机S端经过副绕组回路开关连接至总回路电源N端，所述参数设置电路用于短路、运行过载、堵转、过热、电源过欠压保护参数的设置和制冷室温度参数的设置，所述温度和报警显示电路用于控制器输出的制冷室实时温度、设置温度和报警信号的显示，所述温度采样电路用于制冷室温度采样和压缩机壳体温度采样，所述电流采样电路用于压缩机总回路电流采样，所述电压采样电路用于供电电源电压采样。

【技术特征摘要】
1.一种家用制冷机的控制系统，其特征是：由控制器、电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关组成，控制器与电源电路、温度采样电路、电流采样电路、电压采样电路、参数设置电路、温度和报警显示电路、总回路开关、副绕组回路开关均连接，电源电路、电压采样电路均与总回路电源两端并接，电流采样电路、总回路开关、压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红彪，杜华坚，孙华民，孙海，卢文成，
申请(专利权)人：杭州星帅尔电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33