DD259547A3 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE ELECTRONIC CONTROL AND CONTROL OF HOUSEHOLD CHOPPING DEVICES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronischen Steuerung und Regelung in Haushaltkaeltegeraeten, insbesondere solchen mit zwei Temperaturzonen, bei denen ein gemeinsamer Kaeltekreislauf durch einen Verdichter und ein Magnetventil betrieben wird. Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aufbereiteten Anfordersignale der Kuehlfaecher auf ein Verknuepfungsglied gelangen, welches ueber eine Zeitverzoegerungsschaltung mit dem Leistungsschalter des Verdichtermotors bzw. dem des Magnetventils verbunden ist. Durch eine Speicheranordnung erfolgt gleichzeitig die Erzeugung akustischer und optischer Signale, die durch einen Tastschalter entsprechend quittiert werden koennen. Die Einleitung des Frostzyklus im Tiefkuehlfach und die Regelung in den Kuehlfaechern erfolgt in ueblicher Weise durch manuell zu betaetigende Tastschalter.The invention relates to a circuit arrangement for electronic control and regulation in Haushaltskaeltegeraeten, especially those with two temperature zones, in which a common refrigerant circuit is operated by a compressor and a solenoid valve. The circuit arrangement is characterized in that the processed request signals of the refrigerators arrive at a link which is connected via a time delay circuit to the circuit breaker of the compressor motor or that of the solenoid valve. By a memory arrangement simultaneously the generation of acoustic and optical signals, which can be acknowledged by a push-button accordingly. The initiation of the freeze cycle in the freezer compartment and the regulation in the refrigerators is done in the usual way by manually operated pushbutton.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektronische Steuerung und Regelung in Haushaltkältegeräten, insbesondere solchen mit zwei Temperaturzonen, bei denen ein gemeinsamer Kältekreislauf durch einen Verdichter und ein Magnetventil betrieben wird.The invention relates to a circuit arrangement for electronic control and regulation in domestic refrigeration appliances, in particular those with two temperature zones, in which a common refrigeration cycle is operated by a compressor and a solenoid valve.
Zur Regelung, Steuerung und Signalisierung von Betriebs- und Gefahrenzuständen bei Haushaltkältegeräten werden in zunehmendem Maße elektronische Verfahren und Schaltungsanordnungen eingesetzt. So wird beispielsweise ein elektronischer Thermostat für einen Temperaturraum mit digitaler Temperaturanzeige beschrieben, bei dem die Temperaturmessung mit einem temperaturabhängigen Widerstand oder einem pn-Halbleiterübergang erfolgt und der Zeitmultiplextakt einer digitalen Temperaturanzeige mit einem sollwertabhängigen Komparatorsignal logisch verknüpft wird (WP 210484). Es wird auch eine Schaltungsanordnung zur Temperaturregelung, -anzeige und -Überwachung von Haushaltgefriergeräten beschrieben, bei der eine LED-Bandanzeige über eine Ansteuerelektronik verwendet wird. Eine Reihe üblicher diskreter Bauelemente werden dabei durch drei integrierte Schaltkreise ersetzt (WP 216307).To control, control and signaling of operating and hazardous conditions in domestic refrigeration appliances electronic methods and circuits are increasingly being used. Thus, for example, an electronic thermostat for a temperature space with digital temperature display is described, in which the temperature measurement is carried out with a temperature-dependent resistor or a pn-semiconductor junction and the time-multiplexed clock of a digital temperature display is logically linked to a reference value-dependent comparator signal (WP 210484). A circuit arrangement for temperature control, display and monitoring of household freezers is also described, in which an LED tape display is used via control electronics. A number of common discrete components are replaced by three integrated circuits (WP 216307).
Zur Überwachung verschiedener Betriebszustände in Gefriergeräten ist es auch bekannt, ein mehrfarbiges Leuchtdiodenband zu verwenden, das über einen Alarmschalter mit einem Temperaturregler und dem Kompressor bzw. über einen Gefrierschalter ebenfalls mit einem Temperaturregler und dem Kompressor verbunden ist (WP 216305).To monitor various operating conditions in freezers, it is also known to use a multicolored LED strip, which is connected via an alarm switch with a temperature controller and the compressor or via a freezer also with a temperature controller and the compressor (WP 216305).
Die beschriebenen Verfahren und Schaltungsanordnungen sind dadurch gekennzeichnet, daß der Aufwand an Funktionseinheiten der für die Anzeige von Betriebs- und Temperaturzuständen betrieben werden muß, im Verhältnis zu dem für die Regelung notwendigen Aufwand relativ hoch ist. Sie haben gemeinsam weiterhin den Nachteil, daß sie für Zweitemperaturzonenanordnungen nicht eingesetzt werden können.The described methods and circuit arrangements are characterized in that the expense of functional units which must be operated for the display of operating and temperature conditions is relatively high in relation to the effort required for the control. Together they continue to have the disadvantage that they can not be used for two-temperature zone arrangements.
Für Haushaltkühlgeräte mit zwei Temperaturzonen wird ein elektronisches Regelgerät beschrieben, das aus drei bis bistabilen Multivibratoren besteht, die durch zugeordnete Temperaturfühler für die Zellentemperatur bzw. die Gefriertemperatur entsprechend gesteuert werden (DE-OS 2162025).For household refrigerators with two temperature zones, an electronic control device is described, which consists of three to bistable multivibrators, which are controlled by associated temperature sensor for the cell temperature and the freezing temperature accordingly (DE-OS 2162025).
Es ist weiterhin ein Temperatursteuersystem für elektrische Kühlgeräte mit zwei Temperaturzonen bekannt, das drei Temperaturfühlschaltungen sowie zwei Triggereinrichtungen für das Triggern von zwei in Serie zwischen den Anschlußklemmen der Energiequelle geschaltete und mit dem Kompressormotor bzw. dem Erhitzer verbundene Thyristoren aufweist (DE-OS 1776001).There is also known a temperature control system for electric refrigerators with two temperature zones, the three temperature sensing circuits and two triggering devices for triggering two connected in series between the terminals of the power source and connected to the compressor motor and the heater connected thyristors (DE-OS 1776001).
Diese beschriebenen elektronischen Regelsysteme bzw. Geräte sind aus diskreten Bauelementen aufgebaut und weisen deshalb die dem Fachmann bekannten Nachteile für die Schaltungs- und Verfahrenstechnik auf.These described electronic control systems or devices are constructed of discrete components and therefore have the disadvantages known to those skilled in the circuit and process engineering.
Es ist Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu finden, mit der in Haushaltkühlgeräten, insbesondere solchen mit zwei Temperaturzonen und bei denen ein gemeinsamer Kältekreislauf existiert, die Regelung und Steuerung des Kältekreislaufes erreicht wird und die gleichzeitig wenig aufwendig ist und auf den Einsatz diskreter Bauelemente teilweise oder ganz verzichtet.It is an object of the invention to provide a circuit arrangement with which in household refrigerators, especially those with two temperature zones and where a common refrigeration cycle exists, the regulation and control of the refrigeration cycle is achieved and which is also inexpensive and partially on the use of discrete components or completely omitted.
Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den Einsatz entsprechender Temperaturfühler und deren Kombination mit geeigneten elektronischen Verknüpfungselementen eine Schaltungsanordnung zu realisieren, mit der die von den Temperaturfehlem bereitgestellten Meßwerte in elektrische Pegelwerte umgewandelt und ausgewertet werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung gelöst, die sich in die Regelung für das Hauptfach, die Regelung für das Tiefkühlfach und in den Steuer- und Signalteil aufgliedert.The invention is based on the object by the use of appropriate temperature sensors and their combination with suitable electronic logic elements to realize a circuit arrangement with which the measured values provided by the temperature errors can be converted into electrical level values and evaluated. According to the invention the object is achieved by a circuit arrangement which is divided into the control for the main compartment, the control for the freezer compartment and in the control and signal part.
Im Hauptkühlfa'ch sind zwei Temperaturfühler angebracht. Der erste Fühler ist als Raumfühler ausgebildet, der zweite Fühler arbeitet als Abtaufühler und ist mit dem Verdampfer des Hauptkühlfaches thermisch fest gekoppelt.There are two temperature sensors in the main cooling case. The first sensor is designed as a room sensor, the second sensor works as defrost sensor and is thermally coupled to the evaporator of the main cooling compartment.
Dem Hauptkühlfach ist als Stellglied ein Magnetventil zugeordnet, welches die Zuteilung des Kältemittels vornimmt. Der Verdichtermotor wird'immer dann eingeschaltet, wenn eines der Kühlfächer Kälteanforderung hat.The main cooling compartment is associated with a solenoid valve as an actuator, which carries out the allocation of the refrigerant. The compressor motor is always switched on when one of the cooling compartments has a cooling request.
Der Raumfühler des Hauptkühlfaches ist in an sich bekannter Weise über eine Verstärkerbaugruppe mit Triggeranordnungen und Verknüpfungsgliedern und erfindungsgemäß über einer Zeitverzögerungsschaltung mit dem Leistungsschalter für das Magnetventil bzw. dem Leistungsschalter des Verdichtermotors verbunden. Im Tiefkühlfach ist ein Raumfühler angeordnet, der in an sich bekannter Weise über eine Verstärkerbaugruppe mit einer Mehrfachtriggeranordnung aus Alarmtrigger, Frostzykluseinschalttrigger, Lagertrigger und Frostzyklusausschalttriggerund Verknüpfungsgliedern gekoppelt ist.The room sensor of the main refrigerator compartment is connected in a conventional manner via an amplifier assembly with trigger arrangements and logic gates and according to the invention via a time delay circuit to the circuit breaker for the solenoid valve or the circuit breaker of the compressor motor. In the freezer a room sensor is arranged, which is coupled in a conventional manner via an amplifier module with a multi-trigger arrangement of alarm trigger, Frostzykluseinschalttrigger, Lagertrigger and Frostzyklusausschalttriggerund logic elements.
Erfindungsgemäß stellt auch hierbei eine Zeitverzögerungsschaltung die Verbindung mit den Leistungsschaltern für das Magnetventil und den Verdichtermotor her.According to the present invention, a time delay circuit also connects to the circuit breakers for the solenoid valve and the compressor motor.
Den Triggeranordnungen sind in an sich bekannter Weise Signalbaugruppen und ein Taktgenerator für den Intervallbetrieb einiger Signalbaugruppen zugeordnet. Die Schaltungsanordnung besitzt zusätzlich manuell zu betätigende Schalter für die Abschaltung der Regelung des Hauptkühlfaches, die Quittierung der Signalisierung und für das Setzen der Speicheranordnung der Verknüpfungsbaugruppe, die dem Frpsteinschalttrigger zugeordnet ist. Das Verknüpfungsglied des Hauptkühlfach es hat die Aufgabe, das Magnetventil erst dann zeitverzögert einzuschalten, wenn der Verdichtermotor eingeschaltet hat. Die Kälteanforderung erfolgt jedoch erst dann, wenn der Rückwandfühler das Ende des Abtauvorganges signalisiert.The trigger arrangements are assigned in a conventional manner signal modules and a clock generator for the interval operation of some signal modules. In addition, the circuit arrangement has manually operated switches for deactivating the control of the main refrigerator compartment, the acknowledgment of the signaling and for setting the memory arrangement of the logic unit associated with the pump switching trigger. The logic element of the main refrigerator compartment has the task of switching on the solenoid valve only after a time delay when the compressor motor has switched on. However, the cooling request only takes place when the rear wall sensor signals the end of the defrosting process.
Der Meßwert des Raumfühlers aus dem Tiefkühlfach wird in bekannter Weise in der Temperatur proportionale Pegelwerte umgewandelt, welche einem Mehrfachtrigger zugeführt werden.The measured value of the room sensor from the freezer compartment is converted in a known manner in the temperature proportional level values, which are fed to a multiple trigger.
Die Ausgangssignale der Mehrfachtriggeranordnung gelangen auf an sich bekannte logische Verknüpfungs- und Signalbaugruppen.The output signals of the multiple trigger arrangement reach known logic combination and signal modules.
Das Ausgangssignal des Frostzykluseinschalttriggers gelangt über ein Verknüpfungsglied mit ODER-Funktion auf den Setzeingang einer Speicheranordnung. Über einem manuell betätigbaren Schalter kann über das Verknüpfungsglied mit ODER-Funktion die Speicheranordnung die Setzbedingung erhalten. Die Rücksetzbedingung für diese Speicheranordnung entsteht mit dem Schalten des Frostzyklusausschalttriggers beim Erreichen der Gefriertemperatur. Der Ausgang der Speicheranordnung führt zusammen mit dem Anfordersigrial des Hauptkühlfaches und des Lagertriggers des Tiefkühlfaches auf ein weiteres Verknüpfungsglied mit ODER-Funktion und erfindungsgemäß anschließend auf die Zeitverzögerungsschaltung für den Verdichtermotor.The output of the Frostzykluseinschalttriggers passes via a gate with an OR function to the set input of a memory array. The memory arrangement can obtain the setting condition via a gate with an OR function via a manually operable switch. The reset condition for this memory arrangement arises with the switching of the frost cycle off trigger upon reaching the freezing temperature. The output of the memory array, together with the Anfordersigrial the main refrigerator compartment and the Lagertriggers the freezer compartment to another gate with OR function and according to the invention then to the time delay circuit for the compressor motor.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Aüsführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung für die elektronische Steuerung und Regelung eines Haushaltkühlgerätes mit zwei Temperaturzonen.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the circuit arrangement for the electronic control and regulation of a household refrigerator with two temperature zones.
Das Netzteil 37 stellt die Steuerstromversorgung für die gesamten Baugruppen der Regel-, Steuer- und Signaleinrichtung zur Verfügung. Aus Gründen der Betriebssicherheit wurde zwischen den netzseitigen Schaltbaugruppen 25,26 über die Kopplerbauelemente 23,24 eine galvanische Trennung zum übrigen Teil vorgenommen, so daß auch das Netzteil 37 zwei galvanisch getrennte Steuerstromversorgungen bereitstellt. Für die Stromversorgung der netzseitigen Schaltbaugruppen 25,26 wird eine unstabilisierte Spannung verwendet. Die zweite Steuerspannung ist mit einem integrierten Längsregler stabilisiert.The power supply 37 provides the control power supply for the entire modules of the control, control and signaling device available. For reasons of reliability was between the network-side switching modules 25,26 via the Kopplerbauelemente 23,24 a galvanic isolation made to the rest of the part, so that the power supply 37 provides two galvanically isolated control power supplies. For the power supply of the network-side switching modules 25,26 an unstabilized voltage is used. The second control voltage is stabilized with an integrated series regulator.
Als Temperaturfühler sind Schichtsensoren 1,2,3 nach dem Widerstandsthermometerprinzip mit einem positiven Temperaturgang eingesetzt. Die Temperatursensoren 2,3 werden in einer Brücken- und Verstärkerschaltung 4, 5 betrieben, welche die Widerstandsänderung in einen analogen Spannungspegel umwandelt.The temperature sensors used are layer sensors 1, 2, 3 according to the resistance thermometer principle with a positive temperature response. The temperature sensors 2, 3 are operated in a bridge and amplifier circuit 4, 5, which converts the resistance change into an analog voltage level.
Der Abtaufühler 1 wird in einem Brückenmeßtrigger betrieben. Alle Meßbrückenanordnungen sind als integrierte Widerstandsnetzwerke mit geringen Relativtoleranzen ausgebildet und werden durch externe Widerstandskombinationen auf den entsprechenden Temperaturbereich abgeglichen.The defrosting sensor 1 is operated in a bridge measuring trigger. All Meßbrückenanordnungen are designed as integrated resistor networks with low relative tolerances and are matched by external resistance combinations to the corresponding temperature range.
Als verstärkende Bauelemente für die Verstärkerschaltung 4,5 wird ein Doppeloperationsverstärker B082 eingesetzt, die nachgeschalteten Triggeranordnungen 7,8,9,10,11,12,13 sind mit dem 4-fach-OperationsverstärkerB084 aufgebaut, deren Triggersollwerte aus der stabilisierten Steuerspannung über integrierte Widerstandsteilerketten abgeleitet werden.As amplifying components for the amplifier circuit 4,5, a double operational amplifier B082 is used, the downstream trigger arrangements 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 are constructed with the 4-fold operational amplifier B084, whose trigger setpoint values are from the stabilized control voltage via integrated resistor divider chains be derived.
Der Ausgangspegel der Meßtriggeranordnung 6 gelangt auf das Verknüpfungsgatter 14, welches Hochpegel abgibt, wenn die Meßtriggeranordnung 6 den beendeten Abtauvorgang durch Hochpegel signalisiert und gleichzeitig der einstellbare Regeltrigger 7 eingeschaltet hat. Beim Überschreiten einer für das Einlagergut des Hauptkühlfaches ungünstigen Temperatur schaltet die Triggeranordnung 8 auf Hochpegel, so daß die Signalbaugruppe 30 diesen Zustand durch Blinken der Lichtemitterdiode signalisiert. Die Blinkfrequenz wird durch den Taktgenerator 33 bestimmt. Innerhalb der eingestellten Regeltemperatur gibt die Lichtemitterdiode der Signalbaugruppe 30 Dauerlicht ab.The output level of the Meßtriggeranordnung 6 reaches the logic gate 14, which outputs high level when the Meßtriggeranordnung 6 signaled the ended defrosting by high level and at the same time the adjustable control trigger 7 has turned on. When an unfavorable for the storage of the main cooling compartment temperature is exceeded, the trigger assembly 8 switches to high level, so that the signal module 30 signals this state by flashing the light emitting diode. The flashing frequency is determined by the clock generator 33. Within the set control temperature, the light emitting diode of the signal module 30 emits continuous light.
Im Falle einer Unterbrechung des Temperaturfühlers 2 schaltet die Triggeranordnung 9 ein. Die Verknüpfungsbaugruppe 14 schaltet dann das Signal des Regeltriggers 7 ab und gibt dem Signal des Rückwandtriggers 6 die Führung der Regelung des Hauptkühlfachs. Die Schalt- und Hysteresewerte des Meßtriggers 6 müssen für diese Notregelung Verändertwerden, was durch das Signal des Triggers 9 ebenfalls vorgenommen wird. Durch die Lichtemitterdiode wird in der Signalanordnung 29 der Defekt dem Betreiber signalisiert.In the event of an interruption of the temperature sensor 2, the trigger assembly 9 turns on. The linkage assembly 14 then turns off the signal of the control trigger 7 and gives the signal of the backplane trigger 6, the leadership of the control of the main refrigerator compartment. The switching and hysteresis of the Meßtriggers 6 must be changed for this emergency control, which is also carried out by the signal of the trigger 9. The defect is signaled to the operator in the signal arrangement 29 by the light emitting diode.
Mit der manuell zu betätigenden Schalteranordnung 32 kann für Reinigungszwecke über das Verknüpfungsglied 16 die Regelung des Hauptkühlfachs abgeschaltet werden, dabei wird gleichzeitig das Anzeigebauelement der Signalbaugruppe 30 ausgeschaltet.With the manually operable switch assembly 32 can be turned off for cleaning purposes via the gate 16, the control of the main refrigerator compartment, while the display device of the signal module 30 is turned off at the same time.
DerTrigger 10 des Tiefkühlfachs schaltet, wenn einefür das Einlagergut zu hohe, kritische Temperatur erreicht ist und stellt somit den Setzimpuls für die Speicher-und Signalanordnung 31 zur Verfügung. Ist die kritische Temperatur von -13°C(260K) überschritten, wird optisch und akustisch im Intervall des Taktgenerators 33 von ca. 1 Hz diese Übertemperatur signalisiert.The timer 10 of the freezer shuts off when a critical temperature for the product to be stored is reached, thus providing the set pulse for the memory and signal arrangement 31. If the critical temperature of -13 ° C (260K) is exceeded, this overtemperature is signaled visually and acoustically in the interval of the clock generator 33 of about 1 Hz.
Durch die Schalteranordnung 34 kann die Signalisierung quittiert werden, das akustische Signal wird dabei abgeschaltet und das Blinklicht wird in Dauerlicht bis zum Erreichen der Frosttemperatur überführt.By the switch assembly 34, the signaling can be acknowledged, the acoustic signal is turned off and the flashing light is converted into continuous light until it reaches the frost temperature.
Der Frosttrigger 11 schaltet, wenn eine Temperatur von -150C (258K) überschritten ist. Das Ausgangssignal des Frosttriggers 11 gelangt aufdasODER-Verknüpfungsgatter 15, dessen Ausgangssignal für die Speicheranordnung 17 ein Setzsignal erzeugt. DasThe frost trigger 11 switches when a temperature of -15 0 C (258K) is exceeded. The output signal of the frost trigger 11 arrives at the OR gate 15 whose output for the memory array 17 generates a set signal. The
Ausgangssignal der gesetzten Speicheranordnung 17 gelangt auf das ODER-Verknüpfungsglied 18. Das Setzen der Speicheranordnung 15 kann manuell durch die Schalteranordnung 35 erfolgen, eine Signalisierung des gesetzten Speichers 15 erfolgt durch eine LED der Signalbaugruppe 36. Der Rücksetzimpuls für die Speicheranordnung 17 wird vom Trigger 13 bei einer Temperatur von —29°C (244K) durch Tiefpegel an dessen Ausgang erzeugt.Output of the set memory arrangement 17 reaches the OR gate 18. The memory arrangement 15 can be set manually by the switch arrangement 35, the set memory 15 is signaled by an LED of the signal module 36. The reset pulse for the memory arrangement 17 is triggered by the trigger 13 generated at a temperature of -29 ° C (244K) by low level at its output.
Bei einer Temperatur von - 19°C (254K) schaltet der Lagertrigger 12 ein und bei einer Temperatur von -23°C (250 K) wieder aus. Das Ausgangssignal des Lagertriggers 12 gelangt auf das ODER-Verknüpfungsglied 18, dessen Ausgang wiederum auf die Zeitverzögerungsschaltung 19,20 führt, welche eine Zeitverzögerung von 300s aufweist. Die Triggerung des Zeitverzögerungsgliedes 20 erfolgt durch Tiefpegel am Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes 19, von diesem Zeitpunkt an läuft die Zeitverzögerung ab, das UND-Verknüpfungsglied 19 wird für diese Zeit blockiert. Anfordersignaje innerhalb der Verzögerungszeit können somit nicht auf den Schaltverstärker 22 gelangen.At a temperature of - 19 ° C (254K) the bearing trigger 12 switches on and off again at a temperature of -23 ° C (250 K). The output of the Lagertriggers 12 reaches the OR gate 18, whose output in turn leads to the time delay circuit 19,20, which has a time delay of 300s. The triggering of the time delay element 20 is effected by the low level at the output of the AND gate 19, from this point on the time delay expires, the AND gate 19 is blocked for this time. Anfordersignaje within the delay time can thus not reach the switching amplifier 22.
Erst nach Ablauf der Zeitverzögerung wirkt das Anfordersignal über den Schaltverstärker 22 auf das Kopplerelement 24, so daß der Leistungsschalter 26 angesteuert wird und der Verdichtermotor 28 einschaltet. Das Ausgangssignal des Schaftverstärkers 22 gibt die Zeitverzögerungsschaltung 21 frei, damit 30s nach dem Einschalten des Verdichtermotors 28 das Magnetventil 27 über das Kopplerelement 23 und den Schaltverstärker 25 im Falle der Kälteanforderung des Hauptkühlfaches zuschalten kann.Only after the time delay, the request signal acts on the switching amplifier 22 to the coupler element 24, so that the power switch 26 is driven and the compressor motor 28 turns on. The output of the shank amplifier 22 enables the time delay circuit 21 to allow the solenoid valve 27 to turn on the solenoid valve 27 via the coupler element 23 and the switching amplifier 25 in the case of the refrigeration request of the main refrigerator compartment after the compressor motor 28 is turned on.
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