CN108106300A

CN108106300A - 制冷系统的化霜控制方法、电路及制冷系统

Info

Publication number: CN108106300A
Application number: CN201711360447.XA
Authority: CN
Inventors: 于帮兴; 曹洁; 许明
Original assignee: TCL Home Appliances Hefei Co Ltd
Current assignee: TCL Home Appliances Hefei Co Ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-06-01

Abstract

本发明公开一种制冷系统的化霜控制方法、电路及制冷系统，其中，制冷系统包括化霜加热器，该制冷系统的化霜控制方法包括以下步骤：在接收到化霜触发信号时，检测制冷系统的当前温度；计算制冷系统预设化霜温度与当前温度的温度差值；根据温度差值匹配化霜加热器对应的目标运行功率；控制化霜加热器按照目标运行功率运行。本发明技术方案具有能耗低的特点。

Description

制冷系统的化霜控制方法、电路及制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，特别涉及一种制冷系统的化霜控制方法、电路及制冷系统。

背景技术

制冷系统(比如风冷冰箱)在化霜时，化霜加热器消耗电能产生热量，将蒸发器上的霜层融化，但在制冷系统的化霜后期，蒸发器霜层融化，热对流加剧，化霜加热器仍以不变功率持续加热。这种情况容易导致制冷系统的能耗升高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种制冷系统的化霜控制方法，旨在降低制冷系统的能耗。

为实现上述目的，本发明提出一种制冷系统的化霜控制方法，所述制冷系统包括化霜加热器，所述制冷系统的化霜控制方法包括以下步骤：

S100，在接收到化霜触发信号时，检测制冷系统的当前温度；

S200，计算制冷系统预设化霜温度与所述当前温度的温度差值；

S300，根据所述温度差值匹配化霜加热器对应的目标运行功率；

S400，控制化霜加热器按照所述目标运行功率运行。

优选地，所述步骤S100之前还包括：

S10，控制制冷系统工作；

S20，判断所述制冷系统是否满足化霜条件；

若是，则输出所述化霜触发信号；

若否，则跳转至所述步骤S10。

优选地，所述步骤S300具体包括：

S310，判断所述温度差值是否大于最大预设差值；

若是，则执行步骤S320，控制所述化霜加热器按照最大预设功率运行；

若否，则执行步骤S330，判断所述温度差值是否在所述最小预设差值至所述最大预设差值之间；

若是，则执行步骤S340，根据预设公式控制所述化霜加热器逐渐减小运行功率；

若否，则执行步骤S350，控制所述化霜加热器按照最小预设功率运行；

S360，判断所述温度差值是否等于零；

若是，则控制化霜加热器关闭，并跳转至所述步骤S10；

若否，则跳转至所述步骤S350。

优选地，所述预设公式为：

P＝P1+(T0-T1)×P1；

其中，P为所述化霜加热器的当前运行功率，P1为制冷系统每上升1摄氏度所述化霜加热器减小的功率值，T0为所述制冷系统的当前温度，T1为所述制冷系统的化霜温度。

对应的，本发明还提出一种制冷系统的化霜控制电路，包括过零检测电路、双向可控硅驱动电路、处理器、存储器，以及，存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的制冷系统的化霜控制程序；其中，所述过零检测电路，用于在检测到输入的市电过零时，输出过零检测信号；所述双向可控硅驱动电路，用于输出化霜加热器的驱动电源，以使化霜加热器按照不同的预设功率运行；当所述制冷系统的化霜控制程序被所述处理器执行时，实现如上所述的制冷系统的化霜控制方法的步骤。

优选地，所述过零检测电路包括第一二极管、第二二极管、光耦、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容及辅助电源；所述第一二极管的阳极用于连接火线，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第二二极管的阴极及所述光耦的发射极互连，所述第二电阻的第二端、所述第二二极管的阳极及所述光耦的集电极均用于连接零线；所述光耦的阳极、所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第一端互连，所述第三电阻的第一端与所述辅助电源连接，所述第四电阻的第二端及所述第一电容的第一端互连，其连接节点用于输出所述过零检测信号，所述第一电容的第二端及所述光耦的阴极均接地。

优选地，所述双向可控硅驱动电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、辅助电源、第一晶体管、双向可控硅、第二电容、开关芯片及连接端口；所述第五电阻的第一端用于输入控制信号，所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第一端及所述第一晶体管的受控端互连，所述第一晶体管的输出端接地，所述第一晶体管的输入端与所述开关芯片的受控脚连接，所述开关芯片的电源脚经所述第七电阻连接所述辅助电源，所述开关芯片的输入脚与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端、所述双向可控硅的输入端及所述第二电容的第一端均用于连接火线，所述开关芯片的输出脚、所述双向可控硅的受控端及所述第九电阻的第一端连接，所述双向可控硅的输出端、所述第九电阻的第二端、所述第二电容的第二端及所述连接端口的火线接线端互连，所述连接端口的零线接线端用于连接零线。

对应的，本发明还提出一种制冷系统，包括化霜加热器及如上所述的制冷系统的化霜控制电路，其中，所述制冷系统的化霜控制电路用于控制所述化霜加热器按照不同的预设功率运行。

本发明技术方案中，首先，在接收到化霜触发信号时，检测制冷系统的当前温度；然后，计算制冷系统化霜温度与当前温度的温度差值；接着，根据温度差值匹配化霜加热器对应的目标运行功率；最后，控制化霜加热器按照所述目标运行功率运行。这样，在制冷系统的化霜后期，化霜加热器可以以较小的功率加热，避免热对流加剧，从而降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明制冷系统的化霜控制方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明制冷系统的化霜控制方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明制冷系统的化霜控制电路一实施例的功能模块示意图；

图4为本发明过零检测电路一实施例的电路结构示意图；

图5为本发明双向可控硅驱动电路一实施例的电路结构示意图；

图6为本发明市电电压和控制脉冲一实施例的波形示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						10	过零检测电路	D1	第一二极管	R1	第一电阻
20	控制芯片	D2	第二二极管	R2	第二电阻
						30	双向可控硅驱动电路	Q1	第一晶体管	R3	第三电阻
T1	双向可控硅	C1	第一电容	R4	第四电阻
						VCC	辅助电源	C2	第二电容	R5	第五电阻
R9	第九电阻	U1	光耦	R6	第六电阻
						R10	第十电阻	U2	开关芯片	R7	第七电阻
R11	第十一电阻	CN	连接端口	R8	第八电阻

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种制冷系统的化霜控制方法。

在此，制冷系统是指冰箱，空调等具有制冷功能的用电设备。化霜，可以指除霜、防凝露等多种涉及到温度补偿的动作。

请参阅图1，在一实施例中，制冷系统包括化霜加热器，制冷系统的化霜控制方法包括以下步骤：

S100，在接收到化霜触发信号时，检测制冷系统的当前温度；

在接收到化霜触发信号时，说明制冷系统已经满足除霜条件，需要进行除霜动作。本实施例中，制冷系统的当前温度可用制冷系统内部固有的化霜探头来检测，也可以通过外加温度传感器来检测。比如，在制冷系统内部设置多个温度传感器，各温度传感器分别采集制冷系统内部不同位置的温度，将各温度传感器采集得的有效值作为当前温度。

其中，温度传感器采集得的有效值可以采用多种方式得出。比如，将各温度传感器采集得的温度的平均值作为有效值。或者，去掉温度传感器采集得的温度的最大值和最小值，取余下的温度的平均值作为有效值，等等。此处不做限制。

S200，计算制冷系统化霜温度与所述当前温度的温度差值；

制冷系统的化霜温度，就是制冷系统无需化霜，正常运行时的温度。一般的，对于规格参数和运行模式都固定的制冷系统，其化霜温度也是一个固定值。

S300，根据所述温度差值配置化霜加热器对应的目标运行功率；

S400，控制化霜加热器按照所述目标运行功率运行。

由于制冷系统的化霜温度一般为固定值。因此，如果化霜温度与当前温度的温度差值大，那么表明制冷系统的当前温度较低，化霜加热器需要较大的加热功率。如果化霜温度与当前温度的温度差值小，那么表明制冷系统的当前温度较高，化霜加热器不需要太大的加热功率。因此，本实施例根据温度差值的不同，配置化霜加热器对应的目标运行功率，并控制化霜加热器按照目标运行功率运行，能够满足制冷系统的化霜过程中不同阶段的不同需求。这样，在制冷系统的化霜后期，化霜加热器可以以较小的功率加热，避免热对流加剧，从而降低能耗。

值得一提的是，请参阅图2，在一实施例中，上述步骤S100之前还包括以下步骤：

S10，控制制冷系统工作；

在此，控制制冷系统工作，可以指直接控制制冷系统工作，也可以指在控制化霜加热器关闭后，控制制冷系统工作。

比如，在制冷系统刚刚获得供电电源时，制冷系统是否需要化霜是未知的，化霜加热器的工作状态也是未知的。此时，直接控制制冷系统工作，可以使制冷系统快速进入预设的运行状态。

或者，在制冷系统化霜完成后，确定制冷系统不需要化霜，也确定化霜加热器正处于加热状态。此时，先控制化霜加热器关闭，再控制制冷系统工作，以节省系统能耗。

S20，判断所述制冷系统是否满足化霜条件；

若是，则输出化霜触发信号；

若否，则跳转至所述步骤S10。

在制冷系统处于工作状态时，实时检测制冷系统的温度。如果制冷系统的当前温度低于化霜温度，则说明制冷系统需要进行化霜动作；如果制冷系统的当前温度高于或者等于化霜温度，则说明书制冷系统不需要进行化霜动作，直接保持原有的运行状态即可。

请继续参阅图2，在一实施例中，上述步骤S300具体包括如下步骤：

S310，判断所述温度差值是否大于最大预设差值；

若否，执行步骤S350，控制所述化霜加热器按照最小预设功率运行；

S360，判断所述温度差值是否等于零；

若是，则控制化霜加热器关闭，并跳转至所述步骤S10；

若否，则跳转至所述步骤S350。

具体地，在确定制冷系统需要进行化霜动作后：

首先，判断制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值是否大于最大预设差值，如果是，则说明制冷系统的当前温度较低，化霜加热器需要较大的加热功率，因此，控制化霜加热器按照最大预设功率运行。

然后，判断制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值是否在最小预设差值与最大预设差值之间，如果是，则说明制冷系统的当前温度不算太高也不算太低，但是随着化霜动作的进行，制冷系统的当前温度会逐渐降低，因此，根据预设公式控制化霜加热器逐渐减小运行功率。

接着，判断制冷系统的化霜温度与当前温度的温差差值是否小于最小预设差值，如果是，则说明制冷系统的当前温度已经接近化霜温度，化霜加热器不需要太大的加热功率，因此，控制化霜加热器按照最小预设功率运行。

直到最后制冷系统的当前温度与化霜温度相等时，控制化霜加热器关闭，并使制冷系统处于工作状态。

需要说明的是，本实施例中的最小预设差值与上述实施例中的第一预设值是两个没有直接关联的参数，两者可以相等，也可以不相等，此处不做具体限制。此外，本实施例中的最大预设功率与上述实施例中的最大预设功率是两个相同的参数，本实施例中的最小预设功率与上述实施例中的最小预设功率是两个相同的参数，其大小均与制冷系统的规格参数和运行模式有关，其具体取值此处不做限制。

较佳地，上述预设公式可选为：P＝P1+(T0-T1)×P1；

需要说明的是，上述预设公式还可以是其它表现形式，只要“T0-T1”的差值减小，“P”随之减小即可，此处不做具体限制。

可以理解的是，当制冷系统化霜温度与当前温度的温度差值小于第一预设值时，说明制冷系统的当前温度已经接近化霜温度，化霜加热器无需太大功率，因此，可以控制化霜加热器按照最小预设功率运行。其中，第一预设值和最小预设功率都和制冷系统的规格参数和运行模式有关，其具体取值此处不做限制。较佳地，为了方便制冷系统的化霜控制的标准化，本实施例优选地，最小预设功率为P1，其中，P1为制冷系统每上升1摄氏度所述化霜加热器减小的功率值。

对应的，请参阅图3，本发明还提出一种制冷系统的化霜控制电路，包括过零检测电路10、双向可控硅驱动电路30、处理器(图未标出)、存储器(图未标出)，以及，存储在存储器内，并可在处理器中运行的制冷系统的化霜控制程序；其中，处理器和存储器集成于一控制芯片20中；过零检测电路10，用于在检测到输入的市电过零时，输出过零检测信号至控制芯片20；控制芯片20，用于在接收到过零检测信号时，执行制冷系统的化霜控制程序，实现如上的制冷系统的化霜控制方法的步骤；双向可控硅驱动电路30，用于根据控制芯片20的控制，输出化霜加热器的驱动电源，以使化霜加热器按照不同的预设功率运行。

具体地，请参阅图4，上述过零检测电路10包括第一二极管D1、第二二极管D2、光耦U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1及辅助电源VCC；第一二极管D1的阳极用于连接火线ACL，第一二极管D1的阴极与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第一端、第二二极管D2的阴极及光耦U1的发射极互连，第二电阻R2的第二端、第二二极管D2的阳极及光耦U1的集电极均用于连接零线ACN；光耦U1的阳极、第三电阻R3的第二端及第四电阻R4的第一端互连，第三电阻R3的第一端与辅助电源VCC连接，第四电阻R4的第二端及第一电容C1的第一端互连，其连接节点用于输出过零检测信号，第一电容C1的第二端及光耦U1的阴极均接地。

为增强过零检测电路10的可靠性，在一较佳实施例中，过零检测电路10还包括第十电阻R10和第十一电阻R11，第十电阻R10的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第十电阻R10的第二端与第十一电阻R11的第一端连接，第十一电阻R11的第二端、第二电阻R2的第一端、第一二极管D1的阴极及光耦的发射极互连。

上述双向可控硅驱动电路30包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、辅助电源VCC、第一晶体管Q1、双向可控硅T1、第二电容C2、开关芯片U2及连接端口CN；第五电阻R5的第一端用于输入控制信号，第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第一端及第一晶体管Q1的受控端互连，第一晶体管Q1的输出端接地，第一晶体管Q1的输入端与开关芯片U2的受控脚NC连接，开关芯片U2的电源脚A经第七电阻R7连接辅助电源VCC，开关芯片U2的输入脚MT2与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端、双向可控硅T1的输入端及第二电容C2的第一端均用于连接火线ACL，开关芯片U2的输出脚MT1、双向可控硅T1的受控端及第九电阻R9的第一端连接，双向可控硅T1的输出端、第九电阻R9的第二端、第二电容C2的第二端及连接端口CN的火线ACL接线端互连，连接端口CN的零线ACN接线端用于连接零线ACN。

本实施例中，第一晶体管Q1可选为NPN型三极管，该NPN型三极管的基极为第一晶体管Q1的受控端，该NPN型三极管的集电极为第一晶体管Q1的输入端，该NPN型三极管的发射极为第一晶体管Q1的输出端。此外，开关芯片U2的型号可选为MOC3063。可以理解，第一晶体管Q1还可选为MOS管，开关芯片U2的型号还可选为为MOC3063的派生芯片、同族芯片等，此处对第一晶体管Q1的具体类型和开关芯片U2的具体型号不做限制。

以下，结合图1至图6，说明本制冷系统的化霜控制电路的工作原理：

在制冷系统接通有电源时，控制化霜加热器关闭，并使制冷系统处于工作状态。此后，检测制冷系统的当前温度，以确认是否需要控制制冷系统化霜。具体地，在检测到制冷系统的当前温度低于制冷系统的化霜温度时，确认需要控制制冷系统化霜。

如果制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值大于最大预设差值，那么控制制冷系统按照最大预设功率运行；

如果制冷系统的化霜温度与当前温度的差值在最小预设差值至最大预设差值之间，那么根据预设公式控制化霜加热器逐渐减小运行功率；

如果制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值小于最小预设差值，那么控制制冷系统按照最小预设功率运行。

直到检测到制冷系统的当前温度等于化霜温度，再次控制化霜加热器关闭，并使制冷系统处于工作状态。

其中，控制化霜加热器按照不同的预设功率运行的原理如下：

当制冷系统接通电源时，若输入市电的电压波形由负半轴跳转到正半轴，或者由正半轴跳转到负半轴时，过零检测电路10输出过零检测信号。

控制芯片20在接收到过零检测信号后，根据制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值控制双向可控硅驱动电路30输出驱动电源的时间，从而控制化霜加热器的功率。如图5所示，双向可控硅驱动电路30在市电过零时会自动截止，即切断市电。

如图6所示，阴影部分的面积大小对应化霜加热器的加热功率大小，单个市电周期内，阴影部分的面积越大，对应化霜加热器的加热功率越大。即，单个市电周期内，化霜加热器的通电时间越长，化霜加热器的加热功率越大。

具体地，当制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值较大时，控制芯片20可在接收到过零检测信号的较短时间内输出控制脉冲，使得化霜加热器在市电周期内的通电时间更长，从而获得更大的加热功率。

当制冷系统的化霜温度与当前温度的温度差值较小时，控制芯片20可在接收到过零检测信号的较长时间内输出控制脉冲，使得化霜加热器在市电周期内的通电时间更短，从而获得更小的加热功率。

这样，控制芯片20就实现了对化霜加热器的功率控制。

本发明还提出一种制冷系统，该制冷系统包括化霜加热器及如上所述的化霜控制电路，该化霜控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本制冷系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，化霜控制电路用于控制化霜加热器按照不同的预设功率运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种制冷系统的化霜控制方法，所述制冷系统包括化霜加热器，其特征在于，所述制冷系统的化霜控制方法包括以下步骤：

S100，在接收到化霜触发信号时，检测制冷系统的当前温度；

S400，控制化霜加热器按照所述目标运行功率运行。

2.如权利要求1所述的制冷系统的化霜控制方法，其特征在于，所述步骤S100之前还包括：

S10，控制制冷系统工作；

S20，判断所述制冷系统是否满足化霜条件；

若是，则输出所述化霜触发信号；

若否，则跳转至所述步骤S10。

3.如权利要求2所述的制冷系统的化霜控制方法，其特征在于，所述步骤S300具体包括：

S310，判断所述温度差值是否大于最大预设差值；

S360，判断所述温度差值是否等于零；

若是，则控制化霜加热器关闭，并跳转至所述步骤S10；

若否，则跳转至所述步骤S350。

4.如权利要求3所述的制冷系统的化霜控制方法，其特征在于，所述预设公式为：

P＝P1+(T0-T1)×P1；

5.一种制冷系统的化霜控制电路，其特征在于，包括过零检测电路、双向可控硅驱动电路、处理器、存储器，以及，存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的制冷系统的化霜控制程序；其中，

所述过零检测电路，用于在检测到输入的市电过零时，输出过零检测信号；

所述双向可控硅驱动电路，用于输出化霜加热器的驱动电源，以使化霜加热器按照不同的预设功率运行；

当所述制冷系统的化霜控制程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-4任意一项所述的制冷系统的化霜控制方法的步骤。

6.如权利要求5所述的制冷系统的化霜控制电路，其特征在于，所述过零检测电路包括第一二极管、第二二极管、光耦、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容及辅助电源；

所述第一二极管的阳极用于连接火线，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第二二极管的阴极及所述光耦的发射极互连，所述第二电阻的第二端、所述第二二极管的阳极及所述光耦的集电极均用于连接零线；

所述光耦的阳极、所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第一端互连，所述第三电阻的第一端与所述辅助电源连接，所述第四电阻的第二端及所述第一电容的第一端互连，其连接节点用于输出所述过零检测信号，所述第一电容的第二端及所述光耦的阴极均接地。

7.如权利要求5所述的制冷系统的化霜控制电路，其特征在于，所述双向可控硅驱动电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、辅助电源、第一晶体管、双向可控硅、第二电容、开关芯片及连接端口；

所述第五电阻的第一端用于输入控制信号，所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第一端及所述第一晶体管的受控端互连，所述第一晶体管的输出端接地，所述第一晶体管的输入端与所述开关芯片的受控脚连接，所述开关芯片的电源脚经所述第七电阻连接所述辅助电源，所述开关芯片的输入脚与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端、所述双向可控硅的输入端及所述第二电容的第一端均用于连接火线，所述开关芯片的输出脚、所述双向可控硅的受控端及所述第九电阻的第一端连接，所述双向可控硅的输出端、所述第九电阻的第二端、所述第二电容的第二端及所述连接端口的火线接线端互连，所述连接端口的零线接线端用于连接零线。

8.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括化霜加热器及如权利要求5-7任意一项所述的制冷系统的化霜控制电路，其中，所述制冷系统的化霜控制电路用于控制所述化霜加热器按照不同的预设功率运行。