CN100455958C - 风冷冰箱直流风扇控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冰箱，为了解决现有冰箱中风扇的转速固定不可调的问题，提供一种可调风扇转速的风冷冰箱，包括压缩机、制冷室和风扇，其中，所述风扇由可调转速的直流电机驱动，并由电压调节装置为所述直流电机提供大小可调的工作电压；所述电压调节装置包括用于测量所述制冷室内的温度的测温电路，根据所述测温电路输入的结果与预定目标值之间的差值大小输出相应控制信号的比较电路，以及根据所述比较电路的输出结果调节输出电压大小的调压电路。采用上述方案之后，本发明的变频风冷冰箱中的直流风扇可跟随着制冷室温度值与预定目标值之间的差值大小的变化而改变自身的转速，从而使整个制冷系统可达到高效节能的制冷效果。

Description

风冷冰箱直流风扇控制装置

技术领域

本发明涉及风冷冰箱直流风扇控制技术，具体涉及一种风冷冰箱直流风扇的控制装置。

背景技术

在现有技术中的一般的风冷冰箱中，直流风扇的运行状态只有开和停两种状态，不具备根据实际需要，变换转速的功能。它的转速只能针对某一款冰箱(箱体容积、压缩机功率)而固定下来。这种风扇控制系统只适用于制冷量一定的冰箱。对于制冷量可变的冰箱，尤其是变频冰箱，这种风扇控制系统显得不太合适——变频冰箱的压缩机，其转速是多档可变的，其制冷量也会随之变化。对于不可变速的风扇，它只适用于变频压缩机中能与之匹配的一个转速档。当压缩机转速降低时，风扇还是以一种定速运行，显得“大材小用”，浪费能源；当压缩机转速变高时，它又显得“力不从心”，还使得蒸发器容易结霜。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种风冷冰箱直流风扇控制装置，可为直流风扇提供多种控制电流，从而实现直流风扇的调速运行功能。

本发明为解决上述技术问题构造的风冷冰箱直流风扇控制装置，包括箱体温度检测单元、信号处理单元和直流风扇转速控制单元，所述箱体温度检测单元将温度模拟电压信号送至所述信号处理单元的输入接口，所述信号处理单元将送来的模拟信号转换为数字信号再通过控制信号输出电路向所述直流风扇转速控制单元发出控制信号。

在上述风冷冰箱直流风扇控制装置中，所述箱体温度检测单元包括分别设置在冰箱冷藏和冷冻室内的温度传感器，所述传感器的一端接地，另一端分别通过电阻与电源连接，并通过隔离电阻与所述信号处理单元的输入接口连接。

在上述风冷冰箱直流风扇控制装置中，所述信号处理单元包括单片机、达林顿阵列，所述单片机将温度模拟信号转换成数字信号后送至达林顿阵列集成电路，所述达林顿阵列集成电路将送来的控制信号反相后向直流风扇转速控制单元发出控制信号。

在上述风冷冰箱直流风扇控制装置中，所述直流风扇转速控制单元包括控制三极管，所述三极管的发射极与直流风扇的控制端连接，三极管的集电极通过电阻与信号处理单元中的达林顿阵列集成电路引脚4连接，所述三极管的基极与四个稳压二极管的阴极连接，其中稳压值最大的稳压二极管的阳极接地，另外三个稳压二极管的阳极分别与信号处理单元中的达林顿阵列集成电路的引脚1、2、3连接，三极管的基极还与达林顿阵列集成电路的引脚4相连接，三极管集电极与控制电源连接。

在上述风冷冰箱直流风扇控制装置中，所述四个稳压二极管V1-V4的稳压值从大到小逐渐减小。

本发明还提供一种风冷冰箱的直流风扇的控制方法，包括如下步骤：

将冰箱中冷藏和冷冻室中实际温度与设定温度的温度差值按大小划分为至少4个连续的数值区间，设置在信号处理单元中；

在冰箱运行时，分别检测出冷藏和冷冻室中的温度值，送至信号处理单元；

信号处理单元以一定的时间间隔，计算一次温度差值并把温度差值纳入某一个设定的数值区间，再按不同的数值区间向转速控制单元发出不同的控制信号；

控制电路按不同的控制信号控制直流风扇按对应的转速运行。

在上述风冷冰箱直流风扇控制方法中，所述按不同的数值区间向转速控制单元发出不同的控制信号的过程中包括如下步骤：

若温度差值在第一个数值区间内；则向转速控制单元发出第一种控制信号；控制电路控制直流风扇以第1档转速运行；

若温度差值在第二个数值区间内；则向转速控制单元发出第二种控制信号；控制电路控制直流风扇以第2档转速运行；

若温度差值在第三个数值区间内；则向转速控制单元发出第三种控制信号；控制电路控制直流风扇以第3档转速运行；

若温度差值在第四个数值区间内；则向转速控制单元发出第四种控制信号；控制电路控制直流风扇以第4档转速运行。

在上述风冷冰箱直流风扇控制方法中，所述第一种控制信号为单片机的“1、2、3、4”脚分别发出“高/低、高/低、高、低”信号；

所述第二种控制信号为单片机的“1、2、3、4”脚分别发出“高/低、高、低、低”信号；

所述第三种控制信号为单片机的“1、2、3、4”脚分别发出“高、低、低、低”信号；

所述第四种控制信号为单片机的“1、2、3、4”脚都发出“低”信号。

实施本发明提供的风冷冰箱直流风扇的控制装置，通过设置检测单元、信号处理和控制电路，可使得直流风扇跟随压缩机的运行状态而改变自身的转速：当压缩机以低速运行时，风扇也配合以相应的低速运转，使整个制冷系统以节能运转；当压缩机以高速运行时，风扇就以相应的高速运转，以最大限度地发挥制冷系统的效能。使得整个制冷系统达到高效节能的制冷效果。

附图说明

图1为本发明控制方法的方框原理图；

图2为本发明控制装置的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供的风冷冰箱的直流风扇控制方法和装置，是针对变频冰箱的运行特点设计的；要求直流风扇能跟随变频压缩机的运行状态而改变自身的转速：当压缩机以低速运行时，风扇也配合以相应的低速运转，使整个制冷系统以节能运转；当压缩机以高速运行时，风扇就以相应的高速运转，以最大限度地发挥制冷系统的效能。这可以使整个制冷系统达到高效节能的制冷效果。

控制原理：将直流风扇的转速分为四档速度。在压缩机运转的过程中，通过温度测量电路的测量和MCU(单片机)的计算，得出箱体温度与设定温度的差值，再根据差值大小，控制风扇以相应的转速运转。若风扇以同一速度连续运行一段指定时间后，压缩机还在运转、箱体温度还不够低，则控制直流风扇转以更高一档的速度运转。此控制过程一直循环下去，直到直流风扇以最高速运转，风扇速度不再变高。

基于上述控制原理，本发明提供了如图2所示可实现调速目的控制装置，在装置中设有箱体温度检测单元1、信号处理单元2和直流风扇转速控制单元3，箱体温度检测单元1将温度模拟电压信号送至信号处理单元2的输入接口，信号处理单元2将送来的模拟信号转换为数字信号再通过控制信号输出电路向直流风扇转速控制单元3发出控制信号。

箱体温度检测单元包括分别设置在冰箱冷藏和冷冻室内的感温传感器A1、A2，传感器A1、A2的一端接地，另一端分别通过电阻R1、R2与电源连接，并通过隔离电阻R3、R4与信号处理单元的输入接口连接；

信号处理单元中包括单片机、达林顿阵列集成电路，单片机将温度检测单元送来的温度模拟信号转换成数字信号，并根据这些信号向达林顿阵列集成电路的输入接口发出控制信号，达林顿阵列集成电路将送来的控制信号反相后向直流风扇转速控制单元发出控制信号；

直流风扇转速控制单元包括一个控制三极管V5，三极管V5的发射极与直流风扇的控制端连接，三极管V5的集电极通过电阻R5与信号处理单元中的达林顿阵列集成电路引脚4连接，三极管V5的基极与至少四个稳压二极管V1、V2、V3、V4的阴极连接，其中稳压二极管V1的阳极接地，稳压二极管V2、V3、V4的阳极分别与信号处理单元中的达林顿阵列集成电路的引脚1、2、3连接，三极管V5的基极还与达林顿阵列集成电路的引脚4相连接，三极管V5的集电极还与控制电源连接。

四个稳压二极管V1-V4的稳压值从大到小逐渐减小，可分别控制三极管V5输出4种不同的控制电流，使直流风扇在不同的运行速度下运行。

结合图1和所提供的控制装置说明本发明的控制工作过程：

在冰箱运行时，通过温度测量电路测出箱体温度，把箱体温度信号转换为电压模拟信号。由单片机把模拟信号转换为数字信号，并与设定温度值比较得出温度差。单片机程序中把温度差值按大小从大到小划分为“D、C、B、A”4个数值区间。再根据温度差值所属的范围控制压缩机和风扇的转速。

其控制方法具体如下：每隔一段时间，程序计算一次温度差值，若温度差值在“A”区间内，单片机的第1、2、3、4脚分别发出“高/低、高/低、高、低”信号，使V4控制三极管的基极电压值(控制三极管导通程度)，风扇就以最低速运转；若温度差值在“B”区间内，则单片机的第1、2、3、4脚分别发出“高/低、高、低、低”信号，使V3控制三极管的基极电压值，风扇就以次低速运转；若温度差值在“C”区间内，则单片机的第1、2、3、4脚分别发出“高、低、低、低”信号，使V2控制三极管的基极电压值，风扇就以次高速运转；若温度差值在“D”区间内，则单片机的四个控制脚都发出“低”信号，由V1控制三极管的基极电压值。

若风扇以同一个转速运转了一段规定时间后，压缩机还在运转、箱体温度还不够低，则程序控制风扇以更高一档转速运转，直到风扇以最高档速度运转，风扇转速不再提高。当压缩机关停时，风扇跟随停止。

普通的风冷冰箱采用定速压缩机，在连续运转一段较长时间后，蒸发器上容易结霜，通过计算压缩机的开机时间，调整风扇转速，有助于减低蒸发器结霜的问题；因此本发明也适用于非变频冰箱。

Claims (2)

1、一种风冷冰箱直流风扇控制装置，包括箱体温度检测单元(1)、信号处理单元(2)和直流风扇转速控制单元(3)；所述箱体温度检测单元(1)将温度模拟电压信号送至所述信号处理单元(2)的输入接口，所述信号处理单元(2)将送来的模拟信号转换为数字信号再通过控制信号输出单元向所述直流风扇转速控制单元(3)发出控制信号；

所述箱体温度检测单元(1)包括分别设置在冰箱冷藏和冷冻室内的温度传感器(A1，A2)，所述传感器(A1，A2)的一端接地，另一端分别通过电阻(R1，R2)与电源连接，并通过隔离电阻(R3，R4)与所述信号处理单元的输入接口连接；

所述信号处理单元(2)包括单片机、达林顿阵列，所述单片机将温度模拟信号转换成数字信号，并根据这些信号向达林顿阵列集成电路发出控制信号，所述达林顿阵列集成电路将送来的控制信号反相后送至直流风扇转速控制单元；

其特征在于，所述直流风扇转速控制单元(3)包括控制三极管，所述三极管的发射极与直流风扇的控制端连接，三极管的集电极通过电阻与信号处理单元中的达林顿阵列集成电路引脚4连接，所述三极管的基极与四个稳压二极管的阴极连接，其中稳压值最大的稳压二极管(V1)的阳极接地，其余三个稳压二极管(V2，V3，V4)的阳极分别与信号处理单元中的达林顿阵列集成电路的引脚1、2、3连接，三极管的基极还与达林顿阵列集成电路的引脚4相连接，三极管集电极与控制电源连接。

2、根据权利要求1所述风冷冰箱直流风扇控制装置，其特征在于，所述四个稳压二极管(V1-V4)的稳压值从大到小逐渐减小。

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