CN110056501A - 一种带变容压缩机的节能型冰箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带变容压缩机的节能型冰箱，包括冰箱本体、制冷系统，所述冰箱本体设有冷藏室和/或冷冻室，制冷系统包括微控制单元、压缩机、控制电路，微控制单元通过控制电路控制压缩机的启停，压缩机为变容压缩机，变容压缩机的变容压缩机电路包括主绕组、副绕组，主绕组与副绕组并联；主绕组包括第一电感器、第二电感器，第一电感器与第二电感器串联，第二电感器的两端并联有第一开关；副绕组包括第三电感器；及其控制方法。本发明的电路结构简单，大大地降低了成本；通过驱动电路控制压缩机的电机转向实现变制冷量，使得制冷量控制更为智能，进而提高压缩机的制冷效率，节约能耗，同时使冰箱拥有大制冷量快速降温、小制冷量节能的性能。

Description

一种带变容压缩机的节能型冰箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及冰箱技术领域，更具体地说，是涉及一种带变容压缩机的节能型冰箱及其控制方法。

背景技术

当今社会科技、经济发展迅速，冰箱已经是普及各家各户的电器设备。冰箱使食物保鲜与低温贮存，通常要求长期、稳定地提供一个低温的环境，因此，冰箱的耗电量是相对比较大的。提倡节能环保是我国的一项基本国策，节能型冰箱的研究是生产厂商必定的发展方向。

随着变频技术的普及，变频技术逐渐应用与冰箱领域中，与传统的定频冰箱相比，变频冰箱具有能耗低、噪音低等优点，因此，变频冰箱的应用越来越广泛。但是目前现有的变频冰箱所对应的电路结构较为复杂，一旦出现故障，对排查故障原因和维修造成困难，而且成本较高，限制变频节能冰箱的推广，市场竞争力不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带变容压缩机的节能型冰箱及其控制方法，其电路结构简单，以克服现有技术的不足。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种带变容压缩机的节能型冰箱，包括冰箱本体、制冷系统，所述冰箱本体设有冷藏室和/或冷冻室，所述制冷系统包括微控制单元、压缩机、控制电路，所述微控制单元通过控制电路控制压缩机的启停，所述压缩机为变容压缩机，所述变容压缩机的变容压缩机电路包括主绕组、副绕组，所述主绕组与副绕组并联；所述主绕组包括第一电感器、第二电感器，所述第一电感器与第二电感器串联，所述第二电感器的两端并联有第一开关；所述副绕组包括第三电感器。

所述第一开关为第一继电器的常开开关，所述微控制单元通过驱动电路控制第一继电器。

所述驱动电路包括第一二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻，所述第一二极管与第一继电器并联后的一端连接第一三极管的集电极、另一端连接12V交流电源，所述第一电阻的一端与第一三极管的发射极并联后接地、另一端与第一三极管的基极并联后连接第二电阻，所述第二电阻的另一端连接微控制单元的端口D_COMP1。

所述变容压缩机电路还包括保护器、启动器、运行电容，所述副绕组与并联的启动器和运行电容串联后与主绕组并联后的一端连接保护器、另一端连接零线。

所述控制电路包括第二继电器、第二二极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻，所述第二继电器与第二二极管并联后的一端连接第二三极管的集电极、另一端连接交流电源，所述第三电阻的一端与第二三极管的发射极并联后接地、另一端与第二三极管的基极并联后连接第四电阻，所述第四电阻的另一端连接微控制单元的端口D_COMP2。

所述第二继电器包括第二开关，所述第二开关的一端连接变容压缩机电路的保护器、另一端连接火线；所述第二开关为常开开关。

还包括阻容吸收电路，所述阻容吸收电路与变容压缩机电路并联后的一端连接第二开关、另一端连接零线。

所述阻容吸收电路包括阻容电阻、阻容电容，所述阻容电阻与阻容电容串联。

上述带变容压缩机的节能型冰箱的控制方法，包括以下步骤：

1)冰箱通电后，微控制单元控制第二开关闭合、第一开关保持断开；

2)冰箱降至档位对应设定的停机温度时，微控制单元控制第二开关断开，得到开机时间；

3)待冰箱升至档位对应设定的开机温度时，微控制单元控制第二开关闭合，得到停机时间；

4)微控制单元计算上次的工作系数并与设定的目标系数比较，若工作系数大于目标系数，微控制单元控制第一开关保持断开，若工作系数小于或等于目标系数，微控制单元控制第一开关闭合；

5)重复步骤2)至步骤4)。

所述工作系数＝开机时间/(开机时间+停机时间)。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种带变容压缩机的节能型冰箱及其控制方法，其电路结构简单，大大地降低了成本；通过驱动电路控制压缩机的电机转向实现变制冷量，使得制冷量控制更为智能，进而提高压缩机的制冷效率，节约能耗，同时使冰箱拥有大制冷量快速降温、小制冷量节能的性能。

另外，微控制单元通过控制电路控制压缩机的启停，提高了温度控制的精确度，降低冰箱内温度波动范围，并且结构简单，成本低。

附图说明

图1是本发明带变容压缩机的节能型冰箱的电路原理图。

图2是本发明带变容压缩机的节能型冰箱的工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

参见图1，一种带变容压缩机的节能型冰箱，包括冰箱本体、制冷系统，冰箱本体设有冷藏室和/或冷冻室，制冷系统包括微控制单元MCU、变容压缩机、控制电路B1，控制电路B1设置在微控制单元MCU与变容压缩机之间。

变容压缩机的变容压缩机电路A1包括主绕组、副绕组、保护器F0、启动器R0、运行电容C0，副绕组与并联的启动器R0和运行电容C0串联后与主绕组并联后的一端连接保护器F0、另一端连接零线N。具体地，主绕组包括第一电感器L1、第二电感器L2，副绕组包括第三电感器L3；第一电感器L1与第二电感器L2串联，第二电感器L2的两端并联有第一开关K1。

第一开关K1为第一继电器RY1的常开开关，微控制单元MCU通过驱动电路A2控制第一继电器RY1。具体地，驱动电路A2包括第一二极管D1、第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2，第一二极管D1与第一继电器RY1并联后的一端连接第一三极管Q1的集电极、另一端连接12V交流电源，第一电阻R1的一端与第一三极管Q1的发射极并联后接地、另一端与第一三极管Q1的基极并联后连接第二电阻R2，第二电阻R2的另一端连接微控制单元MCU的端口D_COMP1。

微控制单元MCU通过驱动电路A2控制变容压缩机的电机转向。当第一开关K1断开时，第一电感器L1与第二电感器L2串联，变容压缩机处于大制冷量、大功率的运行状态；而当第一开关K1闭合时，第二电感器L2处于短路状态，变容压缩机则处于小制冷量、小功率的运行状态。

微控制单元MCU通过控制电路B1控制变容压缩机的启停。具体地，控制电路B1包括第二继电器RY2、第二二极管D2、第二三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4，第二继电器RY2与第二二极管D2并联后的一端连接第二三极管Q2的集电极、另一端连接交流电源，第三电阻R3的一端与第二三极管Q2的发射极并联后接地、另一端与第二三极管Q2的基极并联后连接第四电阻R4，第四电阻R4的另一端连接微控制单元MCU的端口D_COMP2。

第二继电器RY2包括常开的第二开关K2，第二开关K2的一端连接变容压缩机电路A1的保护器F0、另一端连接火线L。作为优选，本发明还包括阻容吸收电路B2，其用于吸收电路通断时产生的电弧。阻容吸收电路B2与变容压缩机电路A1并联后的一端连接第二开关K2、另一端连接零线N。其中，阻容吸收电路B2包括阻容电阻RX、与阻容电阻RX串联的阻容电容CX。

作为优选，第一二极管D1和第二二极管D2选用IN4148型号，第一三极管Q1和第二三极管Q2选用T5551型号，第一电阻R1和第三电阻R3选用10K型号，第二电阻R2和第四电阻R4选用2K型号，阻容电阻RX选用120R/1W型号，阻容电容CX选用103/275V型号。

参见图2，本发明还提供上述带变容压缩机的节能型冰箱的控制方法：

冰箱通电后，微控制单元MCU控制第二开关K2闭合、第一开关K1保持断开，变容压缩机启动工作并以大制冷量状态运行，实现快速降温。当降至档位对应设定的停机温度时，微控制单元MCU控制第二开关K2断开，变容压缩机停止工作，得到开机时间；待升至档位对应设定的开机温度时，微控制单元MCU控制第二开关K2闭合，得到停机时间；同时，微控制单元MCU计算上次的工作系数(工作系数＝开机时间/(开机时间+停机时间))并与设定的目标系数比较，若工作系数大于目标系数，微控制单元MCU控制第一开关K1保持断开，若工作系数小于或等于目标系数，微控制单元MCU控制第一开关K1闭合，变容压缩机以小制冷量状态运行，直至降至档位对应设定的停机温度，周而复始。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带变容压缩机的节能型冰箱，包括冰箱本体、制冷系统，所述冰箱本体设有冷藏室和/或冷冻室，所述制冷系统包括微控制单元、压缩机、控制电路，所述微控制单元通过控制电路控制压缩机的启停，其特征在于：所述压缩机为变容压缩机，所述变容压缩机的变容压缩机电路包括主绕组、副绕组，所述主绕组与副绕组并联；所述主绕组包括第一电感器、第二电感器，所述第一电感器与第二电感器串联，所述第二电感器的两端并联有第一开关；所述副绕组包括第三电感器。

2.根据权利要求1所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：所述第一开关为第一继电器的常开开关，所述微控制单元通过驱动电路控制第一继电器。

3.根据权利要求2所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：所述驱动电路包括第一二极管、第一三极管、第一电阻、第二电阻，所述第一二极管与第一继电器并联后的一端连接第一三极管的集电极、另一端连接12V交流电源，所述第一电阻的一端与第一三极管的发射极并联后接地、另一端与第一三极管的基极并联后连接第二电阻，所述第二电阻的另一端连接微控制单元的端口D_COMP1。

4.根据权利要求1所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：所述变容压缩机电路还包括保护器、启动器、运行电容，所述副绕组与并联的启动器和运行电容串联后与主绕组并联后的一端连接保护器、另一端连接零线。

5.根据权利要求1所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：所述控制电路包括第二继电器、第二二极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻，所述第二继电器与第二二极管并联后的一端连接第二三极管的集电极、另一端连接交流电源，所述第三电阻的一端与第二三极管的发射极并联后接地、另一端与第二三极管的基极并联后连接第四电阻，所述第四电阻的另一端连接微控制单元的端口D_COMP2。

6.根据权利要求4和5所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：所述第二继电器包括第二开关，所述第二开关的一端连接变容压缩机电路的保护器、另一端连接火线；所述第二开关为常开开关。

7.根据权利要求6所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：还包括阻容吸收电路，所述阻容吸收电路与变容压缩机电路并联后的一端连接第二开关、另一端连接零线。

8.根据权利要求7所述带变容压缩机的节能型冰箱，其特征在于：所述阻容吸收电路包括阻容电阻、阻容电容，所述阻容电阻与阻容电容串联。

9.根据权利要求1-8所述带变容压缩机的节能型冰箱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)冰箱通电后，微控制单元控制第二开关闭合、第一开关保持断开；

2)冰箱降至档位对应设定的停机温度时，微控制单元控制第二开关断开，得到开机时间；

3)待冰箱升至档位对应设定的开机温度时，微控制单元控制第二开关闭合，得到停机时间；

4)微控制单元计算上次的工作系数并与设定的目标系数比较，若工作系数大于目标系数，微控制单元控制第一开关保持断开，若工作系数小于或等于目标系数，微控制单元控制第一开关闭合；

5)重复步骤2)至步骤4)。

10.根据权利要求9所述带变容压缩机的节能型冰箱的控制方法，其特征在于：所述工作系数＝开机时间/(开机时间+停机时间)。