CN1080864C - 用于自动制冰机的除冰电机控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

提供有一种用于自动制冰机的除冰电机控制电路，包括一用干检测加至除冰电机的负载电压的负载电压检测器、一用于比较该负载电压和一预定参考电压的比较器、及一用于当负载电压大于该参考电压时输出一控制信号给除冰电机控制器以停止除冰电机的工作的控制器。这样，可防止过载加平除冰电机，从而保护除冰电机及相关部件免受损坏并提高了自动制冰机的可靠性。

Description

用于自动制冰机的除冰电机控制电路及方法

本发明涉及一种用于自动制冰机的除冰电机控制电路及方法，且更具体地涉及一种用于自动制冰机的能防止除冰电机及相关部件由于发生过载而受到损坏的除冰电机控制电路及方法。

安装在一冰箱的冷冻室内的通常的自动制冰机包括一用于容纳待被制成冰的水的冰盘、一用于向冰盘供水的供水单元、一用于倒转及再倒转冰盘的除冰电机，和一安装在冰盘下方的用于装冰的冰块箱。

在这样一自动制冰机中，在冰盘处于水平位置的状态时由供水单元向冰盘供水，然后进行制冰。如果制冰完成，冰盘由除冰电机进行倒转，从而使冰从冰盘脱离出以落入冰块箱中。如果冰从冰盘中脱离出，则冰盘返回以前的位置以变成制冰的水平位置，重新开始供水和制冰操作。由除冰电机对冰盘所做的倒转及返回中的转动量是根据除冰电机的操作时间量控制。提供有一用于对应于制冰的水平位置对冰盘的返转进行止动的返转止动器及一用于对应于倒转限定位置对冰盘的倒转进行止动的倒转止动器，以控制冰盘的倒转和返回操作。

在这样常规的自动制冰机中，当冰箱被初始地安置、或由于电源的故障或拔掉插头而致其不工作后被重新启动时，因为与返转止动器或倒转止动器的接触，尽管冰盘不能进行更多的转动，由于除冰电机的连续工作而使一过载加到除冰电机上，当过量的水被提供到冰盘中以使获得太多过量的冰时，在除冰操作期间一过载也被加到除冰电机上。由于这样一过载，该除冰电机和一除冰电机控制器中的部件可被损坏。根据这些情况，自动制冰机中的机械部件例如冰盘也能被损坏。

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于自动制冰机的除冰电机电路和方法，通过根据对除冰电机的过载的发生来控制一除冰电机的操作，防止相关部件受到损坏。

为实现本发明的上述目的，提供有一种用于自动制冰机的除冰电机控制电路，该自动制冰机具有一冰盘、一用于使冰盘倒转及返回的除冰电机、及一用于控制除冰电机的转动方向的除冰电机控制器，该除冰电机控制电路包括：

负载电压检测装置，用于检测加给除冰电机的负载电压；

比较器，用于将该负载电压与一预定参考电压进行比较；及

控制装置，用于当比较器的比较结果为负载电压大于参考电压时，输出一控制信号给除冰电机控制器以停止除冰电机的工作。

还提供有一种用于自动制冰机的除冰电机控制方法，该自动制冰机具有一用于使冰盘倒转及返回的除冰电机和一用于控制除冰电机的转动方向的除冰电机控制器，该除冰电机控制方法包括有以下步骤：

检测加给该除冰电机的一负载电压；

将该负载电压与一预定参考电压进行比较；及

当在比较步骤中的结果为负载电压大于参考电压时，输出一控制信号给除冰电机控制器以停止除冰电机的工作；

图1是采用本发明的一自动制冰机的主要部件的前视图。

图2是采用本发明的自动制冰机的侧视图。

图3是采用本发明的自动制冰机的控制系统的概略方框图。

图4是图3所示除冰电机控制器和过载检测电路的详细电路图。

以下将参照附图对本发明的一优选实施例进行更详细的叙述。

在图1中，示出了采用本发明的一自动制冰机的主要部件，容纳待被制成冰的水的冰盘16经在外壳8中的一盘转动轴25被转动地支持。一用于通过检测冰盘16上的温度而生成一温度信号以使除冰时间可被确定的除冰温度传感器26被连接至冰盘16的底部。一容纳从冰盘16脱出的冰的冰块箱27被装在冰盘的下方。在图1中以虚线示出的冰满检测杠杆21升起以致动在后待被叙述的一冰满检测开关以通知一冰满状态的微处理器(未示出)。

图2示出了采用本发明的自动制冰机的侧视图。在外壳8中并行地设置有一用于检测冰盘16的水平位置的水平位置检测开关1和一用于检测冰块箱27中是否装满冰块的冰满检测开关2。这些水平位置检测开关1和冰满检测开关2分别由一微型开关组成。该水平位置检测开关1和冰满检测开关2包括有分别自图中的上面方向施加的压力所操作的开关杠杆1a和2a。在外壳8内的一侧安装有用于使冰盘16能向前转动和向后转动的除冰电机4。除冰电机4经一包括一蜗轮9和第一到第三齿轮10、11及12的减速齿轮传动机构，提供一被减速的转动力给一端齿轮13。该盘转动轴25被转动地安装在端齿轮13的中心。因此使冰盘16能向前转动或向后转动。

一转动地安装在冰盘16的转轴上的止动凸起14被装在端齿轮13的外圆周上，以便能容易设定冰盘的制冰水平位置。止动凸起14与一对应于冰盘16的制冰水平位置所安装的返转止动器15相接触以防止端齿轮13转过制冰水平位置，并与一同除冰电机4相连的倒转止动器18相接触以防止端齿轮13在倒转方向上过转。

在端齿轮13上装有用于检测冰盘16的水平位置及水平位置检测开关1的第一检测凸轮17。该第一检测凸轮17具有一大概圆形的凸轮廓形，其中相应于制冰位置和倒转位置以向内凹陷的状态在凸轮17的外圆周上形成一制冰位置检测槽17a和一倒转位置检测槽17b，水平位置检测开关1的一开关杠杆1a与第一检测凸轮17的凸轮廓边相接触。当开关杠杆1a接触到第一凸轮17的圆形凸轮轮廓区间时，该开关杠杆1a受压以致动水平位置检测开关1，而当开关杠杆1a接触到对应于制冰位置检测槽17a或倒转位置检测槽17b的一区间时被解除压力以不致动水平位置检测开关1。

一第二检测凸轮19被转动地安装，除了第一检测凸轮17外还随着端齿轮13一起转动，第二检测凸轮19在相对制冰位置检测槽17a的圆周内有一更小的弯曲半径，而在相对倒转位置检测槽17b的圆周内有一更大的弯曲半径。操作臂20根据第二检测凸轮19的转动升起或下降。操作臂20偏心地安装在冰满检测杠杆21的冰满检测杠杆轴22上。因此，冰满检测杠杆21根据操作臂20的上升和下降而上升和下降，且反过来也这样。如果操作臂20下降，装在操作臂20表面上的一操作肋23作用于冰满检测开关2的开关杠杆2a上以致动冰满检测开关2。这样，冰满检测开关2通过由于第二检测凸轮19的转动以及通过由于图1的冰块箱27的装满状态而使冰满检测杠杆21上升而使操作臂20的下降而被致动。由于电源故障或图1及2中所示的自动制冰机中冰块箱的容量而使一过载施加于除冰电机上，提出了一种用于保护除冰电机免受过载损坏的方法。

图3是采用本发明的自动制冰机的一控制系统的概略方框图。一起到控制器作用的微机3接收来自水平位置检测开关1、冰满检测开关2和除冰温度传感器26的信号，并经除冰电机控制器5控制除冰电机4及经供水电机控制器7控制供水电机6。而且，该微机3接收来自一过载检测电路40的一信号。

当端齿轮13的止动凸起14接触返转止动器15时，过载检测电路40检测到一过载，也就是说，检测到一返转止动负载以提供该信号给微机3。微机3根据接收的信号判定冰盘16处于制冰水平位置并停止除冰电机4的工作。同时，当止动凸起14接触一倒转止动器18时，过载检测电路40检测到一过载，也就是说，检测到一倒转止动负载并提供该信号给微机3。微机3根据接收的信号停止除冰电机4的倒转。

图4是图3中所示的除冰电机控制器5和过载检测电路40的详细电路图。该除冰电机控制器5包括第一至第四开关晶体管31、32、34和35，用于适当地开关自一驱动电源提供的驱动电压V2并控制除冰电机4的转动方向；和一对控制晶体管33和36，用于通过根据自微机3输出的一控制信号被开关来控制第一至第四开关晶体管31、32、34和35的开关操作。这些开关晶体管31、32、34和35中的第二和第四开关晶体管32和35连接在除冰电机4与地之间，用于连接或断开除冰电机4和地，而第一和第三开关晶体管31和34连接在驱动电源和除冰电机4之间，用于连接或断开驱动电源和除冰电机4。

因此，除冰电机4有两种电源线、一种是通过驱动电源、第一开关晶体管31、除冰电机4、第四开关晶体管35，电阻器41和地的第一电源线、另一种是通过驱动电源、第三开关晶体管34、除冰电机4、第二开关晶体管32，电阻器42和地的第二电源线。这两条电源线提供相反的驱动电压给除冰电机4以驱动除冰电机4向前或向后。

在上述构成的除冰电机控制器5中，如果自微机3的第一及第二输出端OUT1和OUT2输出逻辑“低”信号并提供给控制晶体管33和36的基极，该NPN型控制晶体管33和36被关断。根据控制晶体管33和36的关断，在各集电极中提供的一恒定电压V1由控制晶体管33和36所中断。因此，通向地的开关晶体管32和35的基极变成逻辑“低”状态。当基极处于逻辑“低”状态时，NPN型开关晶体管32和35被关断，从而中断该两条电源线。结果，无驱动电压V2提供给除冰电机4以使除冰电机4停止工作。

接着，如果自微机3的第一输出端OUT1输出一逻辑“低”信号且自微机3的第二输出端OUT2输出一逻辑“高”信号，并被提供给对应的控制晶体管33和36的基极，第一控制晶体管33被关断而第二控制晶体管36被开通。根据第一控制晶体管33的关断，在其集电极中提供的一恒定电压V1被第一控制晶体管33所中断，因此，第二开关晶体管32的基极变成逻辑“低”状态。结果，第二开关晶体管32被关断，以中断包括有第二开关晶体管32的第二电源线。如果第二控制晶体管36被开通，一恒定电压V1被施加给第四开关晶体管35的基极。该NPN型第四开关晶体管35被开通，将第四开关晶体管35的集电极的电平变成地电平。同时，第一开关晶体管31的基极电势变成处于逻辑“低”状态。由于第一开关晶体管31是一PNP型晶体管，如果其基极电势为低，该第一晶体管被开通。因此，形成一条通过驱动电源、第一开关晶体管31、除冰电机4、第四开关晶体管35、电阻器41和地的第一电源线。因此，自驱动电源提供的驱动电压V2使除冰电机4以某一方向，例如以一用于除冰的倒转方向转动，以使经一齿轮传动机构被可操作地连至除冰电机4上的冰盘16倒转。

同时，如果从微机3的第一输出端OUT1输出一逻辑“高”信号且从微机3的第二输出端OUT2输出一逻辑“低”信号，并被提供给相应控制晶体管33和36的基极，该第一控制晶体管33被开通而第二控制晶体管36被关断。根据第二控制晶体管36的关断，在其集电极中所提供的一恒定电压V1被第二控制晶体管36所中断。因此，第四开关晶体管35的基极变成逻辑“低”状态。结果，第四开关晶体管35被关断，中断了包括第四开关晶体管35的第一电源线。如果第一控制晶体管32被开通，一恒定电压V1被提供给第二开关晶体管32的基极，第二开关晶体管32被开通，因此将第二开关晶体管32的集电极的电平转变成地电平。同时，第三开关晶体管34的基极电势变成逻辑“低”状态。由于第三开关晶体管34是一PNP型晶体管，如果其基极电势为低，该第三开关晶体管34被开通。因此，开通通向驱动电源、第三开关晶体管34、除冰电机4、第二开关晶体管32、电阻器42和地的第二电源线，因此，自驱动电源提供的驱动电压V2能使除冰电机4以与上述方向相反的方向，例如，除冰后冰盘返回的返回方向转动。

同时，过载检测电路40包括一被连接至第四开关晶体管35发射极的电流检测电阻器41，用于检测当除冰电机4向前转动时加至该除冰电机4的电压，即负载电压；一被连接至第二开关晶体管32发射极的电流检测电阻器42，用于检测当除冰电机4向后转动时加至该除冰电机4的电压；及一对用于将接收到的恒定电压V1划分成一预定参考电压的分压电阻器43和44。由电流检测电阻器41和42检测的负载电压被输入给比较器46的一反相端及经两分压电阻器43和44获得的参考电压被输入给比较器46的一同相端，并进行相互比较。比较器46中的比较结果被提供给微机3的一输入端IN1。

由于除冰电机4只能选择地在前转和倒转之间的一个方向上被驱动，从电流检测电阻器41和42输出的一个检测负载电压被输入给比较器46的反相端。参考电压值是一对应于除冰电机所允许最大负载的电压值，其不应超出被检测到的负载电压。

根据上述过载检测电路40的构成，如果除冰电机向前转动成向后转动，与驱动电压V2成正比的驱动电流在除冰电机中流动，该电流通过电流检测电阻42和41及电阻器45被转换成一对应于电机负载的预定的负载电压值，且转换后的负载电压值被输入给比较器46的反相端。输入给比较器46的负载电压与经分压电阻器43和44输入给比较器46的同相端的参考电压相比较。

当负载电压小于参考电压，也就是说，当施加给除冰电机4的一负载是在一允许的范围内时，从比较器46将一逻辑“高”信号输入给微机3的一输入终端IN1，微机3根据来自比较器46的输入信号判定除冰电机4没有过载而正常地工作。

如果一过载加至除冰电机4，例如，当由于冰盘16中所制的冰过量、或止动凸起14在冰盘16的返回或倒转操作期间接触到返转止动器15或倒转止动器18而使变形负载过大时，被检测到的负载电压升高而因此负载电压变成超出参考电压。然后，比较器46输出一逻辑“低”信号并将该信号输入给微机3。然后，微机3识别出一过载加至除冰电机4，且然后经两输出终端OUT1和OUT2输出逻辑“低”信号以停止除冰电机4的操作。

这样，如果一过载加至除冰电机4，除冰电机被自动停止。因此，可以避免因过载对除冰电机4的损坏或对相关部件的损坏，图4中，R1至R11为偏置电阻器及D1至D4为用于防止电流逆流的二极管。

根据自过载检测电路40输出的一过载检测信号而输出一用于中断除冰电机4的工作的控制信号的微机3将自水平位置检测开关1及/或冰满检测开关2输出的信号进行组合，以适当地控制除冰电机4，例如，当制冰电机被转动地返回并到达一制冰水平位置，为防止由过载检测电路40检测的过载发生，由于冰盘16的止动凸起14被锁至返转止动器15，除冰电机4的操作被停止且然后依次进行供水操作和制冰操作。而且，当在冰盘16被倒转进行除冰期间发生一过载时，冰盘16的变形负载可能会太大。因此，可采取计数器对例如除冰电机4的向后转动进行测定。根据需要，可通过报警器(未示出)发出警报。

如上所述，本发明可以防止过载加到除冰电机，从而保护除冰电机及相关部件免受损坏，并提高了自动制冰机的可靠性。

Claims (4)

1、一种用于自动制冰机的除冰电机控制电路，该自动制冰机具有一冰盘、一用于倒转及返回该冰盘的除冰电机，及一用于控制除冰电机的旋转方向的除冰电机控制器，该除冰电机控制电路包括有：

负载电压检测装置，用于检测加至所述除冰电机的负载电压；

比较器，用于将该负载电压与一预定参考电压进行比较；及

控制装置，用于当所述比较器的比较结果为负载电压大于参考电压时，输出一控制信号给所述除冰电机控制器以停止所述除冰电机的工作。

2、根据权利要求1所述的除冰电机控制电路，其中所述除冰电机控制器包括有：

开关晶体管装置，用于通过开关一驱动电压来控制所述除冰电机的旋转方向；及

控制晶体管装置，其根据自所述控制装置输出的控制信号而被开关以控制所述开关晶体管装置的开关操作。

3、根据权利要求2所述的除冰电机控制电路，其中所述开关晶体管装置包括第一至第四开关晶体管且其中所述驱动电压是通过所述控制晶体管装置沿着通过驱动电源、第一开关晶体管、除冰电机、第四开关晶体管、连接至第四开关晶体管发射极的电阻器与地的第一电源线、及沿着通过驱动电源、第三开关晶体管、除冰电机、第二开关晶体管、连接至第二开关晶体管发射极的电阻器与地的第二电源线的开关操作而被驱动，从而确定所述除冰电机的一旋转方向及一中断时间。

4、一种用于自动制冰机的除冰电机控制方法，该自动制冰机具有一用于倒转及返回冰盘的除冰电机及一用于控制该除冰电机的旋转方向的除冰控制器，该除冰电机控制方法包括有以下步骤：

检测加至该除冰电机的负载电压；

将该负载电压与一预定参考电压进行比较，及

当比较步骤的结果为负载电压大于参考电压时，输出一控制信号给除冰电机控制器以停止除冰电机的操作。

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