一种无霜冰箱加热器控制系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种无霜冰箱加热器控制系统及控制方法，所述无霜冰箱加热器控制系统包括单片机处理器，与单片机处理器分别连接的冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器、化霜温度传感器和门开关信号；所述单片机处理器通过驱动电路分别与压缩机、风扇电机、除霜加热器和电动风门连接，还包括连接在化霜温度传感器与除霜加热器的驱动电路之间的温度控制电路。本发明通过新增的温度控制电路，实现了通过硬件电路控制除霜加热器的功能，即无论单片机控制处于何种状态，当化霜温度传感器RV温度过高时，强制使除霜加热器断电，提高产品的安全性能，并满足安全标准的要求。

权利要求

1.一种无霜冰箱加热器控制系统，包括单片机处理器，与单片机处理器分别连接的冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器、化霜温度传感器和门开关信号；所述单片机处理器通过驱动电路分别与压缩机、风扇电机、除霜加热器和电动风门连接，其特征在于：还包括连接在化霜温度传感器与除霜加热器的驱动电路之间的温度控制电路，所述温度控制电路包括运算放大器N1、三极管Q2和电阻R5~R10，运算放大器N1及电阻R7、R8、R9组成施密特电压比较器电路，电阻R5和R6组成运算放大器N1的输入分压支路，电阻R10连接在运算放大器N1的输出端与三极管Q2的基极之间，温度控制电路的输入端为电阻R7，连接于单片机处理器的化霜温度传感器输入端，温度控制电路的输出端为三极管Q2的集电极，连接到单片机处理器的除霜加热器输出端的驱动电路上。

2.一种根据权利要求1所述无霜冰箱加热器控制系统的控制方法，其特征在于：当化霜温度传感器温度高于限定温度值T1时，使三极管Q2导通，当三极管Q2处于导通状态时，箝位除霜加热器的驱动电路的输入电压，强制除霜加热器断电。

3.根据权利要求2所述的无霜冰箱加热器控制系统的控制方法，其特征在于：所述限定温度值T1为10~50℃。

4.根据权利要求3所述的无霜冰箱加热器控制系统的控制方法，其特征在于：所述限定温度值T1的变更通过R5或R6的阻值变化调节。

说明书

一种无霜冰箱加热器控制系统及控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于电器设备技术领域，特别涉及一种无霜冰箱加热器控制系统及控制方法。

背景技术

[0002] 冰箱蒸发器制冷一段时间后都会在表面积霜，霜层过厚将导致热交换变差，使制冷性能变差，所以要将蒸发器表面的积霜清除以保证冰箱的性能。无霜冰箱的优点在于能够自动除霜，不需要用户清除蒸发器表面的积霜。无霜冰箱的控制系统中包括有自动化霜过程，在化霜过程中通过除霜加热器通电加热除去蒸发器上的结霜。

[0003] 当前的冰箱控制系统大多以蒸发器温度作为化霜加热过程结束的判断依据。而为了确保加热系统的安全性，避免加热控制系统的失效导致加热温度过高引起箱胆变形或起燃，相关标准（IEC60335-1或GB4706.1等标准）对于加热系统的安全性做了强制要求，只有符合标准要求的产品才允许生产销售。

[0004] 现有的采用单片机控制的无霜冰箱控制系统中，在蒸发器位置布置有化霜温度传感器，单片机软件检测到化霜温度传感器的温度超过特定温度值（5~10℃）或加热时间过长时，单片机输出会控制除霜加热器电路断电停止加热，起到化霜温度控制的目的。

[0005] 上述化霜温度控制的方法采用单片机软件控制来实现，虽然能起到实际的温度控制效果，但在IEC60335-1/GB4706.1标准的第22章中规定，在保护电子电路中使用的软件，应为B级或C级软件，即只有控制系统软件经过了标准要求的软件安全性评估认证，才能认为该控制系统能起到安全保护的作用。

[0006] 由于单片机软件的不可见及难于验证的特性，要通过软件安全评估认证需要花费很长的时间和极高的费用，如果不能获得软件安全评估认证则需要另外采取安全措施来保证化霜加热系统的安全性。。

发明内容

[0007] 本发明要解决的问题是针对现有技术的不足而提供一种通过硬件电路控制除霜加热器加热时的温度限制的无霜冰箱加热器控制系统及控制方法，使除霜加热系统的温度控制的安全性不依赖于单片机软件，避免高温、起燃引起的安全隐患，并满足安全标准的要求。

[0008] 为实现上述目的，本发明的第一个技术方案为：一种无霜冰箱加热器控制系统，包括单片机处理器，与单片机处理器分别连接的冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器、化霜温度传感器和门开关信号；所述单片机处理器通过驱动电路分别与压缩机、风扇电机、除霜加热器和电动风门连接，还包括连接在化霜温度传感器与除霜加热器的驱动电路之间的温度控制电路。

[0009] 所述温度控制电路包括运算放大器N1、三极管Q2和电阻R5~R10，运算放大器N1及电阻R7、R8、R9组成施密特电压比较器电路，电阻R5和R6组成运算放大器N1的输入分压支路，电阻R10连接在运算放大器N1的输出端与三极管Q2的基极之间，温度控制电路的输入端为电阻R7，连接与单片机处理器的化霜温度传感器输入端，温度控制电路的输出端为三极管Q2的集电极，连接到单片机处理器的除霜加热器输出端的驱动电路上。

[0010] 本发明的第二个技术方案为：

[0011] 一种无霜冰箱加热器控制系统的控制方法，无霜冰箱加热器控制系统包括单片机处理器，与单片机处理器分别连接的冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器、化霜温度传感器和门开关信号；所述单片机处理器通过驱动电路分别与压缩机、风扇电机、除霜加热器和电动风门连接，还包括连接在化霜温度传感器与除霜加热器的驱动电路之间的温度控制电路；所述温度控制电路包括运算放大器N1、三极管Q2和电阻R5~R10，运算放大器N1及电阻R7、R8、R9组成施密特电压比较器电路，电阻R5和R6组成运算放大器N1的输入分压支路，电阻R10连接在运算放大器N1的输出端与三极管Q2的基极之间，温度控制电路的输入端为电阻R7，连接与单片机处理器的化霜温度传感器输入端，温度控制电路的输出端为三极管Q2的集电极，连接到单片机处理器的除霜加热器输出端的驱动电路上；当化霜温度传感器温度高于限定温度值T1时，使三极管Q2导通，当三极管Q2处于导通状态时，箝位除霜加热器的驱动电路的输入电压，强制除霜加热器断电。

[0012] 优选的方案是所述限定温度值T1为10~50℃。

[0013] 进一步优选的方案是所述限定温度值T1的变更通过R5或R6的阻值变化调节。

[0014] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0015] 本发明在现有无霜冰箱控制系统的基础上，增加一路温度控制电路，该控制电路连接化霜温度传感器且作为单片机处理器的输入，并连接到除霜加热器的驱动电路对除霜加热器进行控制。该温度控制电路为电压比较电路，其功能为：当化霜温度传感器的温度高于限定温度值（10~50℃）时，控制除霜加热器的驱动电路，使得无论单片机处理器的除霜加热器输出端是什么状态，除霜加热器加热器均不通电，易避免高温、起燃引起的安全隐患，并满足安全标准的要求。

[0016] 附图说明

[0017] 图1 为本发明无霜冰箱加热器控制系统框图；

[0018] 图2为本发明控制系统中温度控制电路实施例一的示意图；

[0019] 图3为本发明控制系统中温度控制电路实施例二的示意图。

具体实施方式

[0020] 以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。

[0021] 如图1所示，本发明公开了一种无霜冰箱加热器控制系统，包括单片机处理器1，与单片机处理器1分别连接的冷藏室温度传感器2、冷冻室温度传感器3、化霜温度传感器4和门开关信号5；所述单片机处理器1通过驱动电路6分别与压缩机7、风扇电机8、除霜加热器9和电动风门10连接，还包括连接在化霜温度传感器4与除霜加热器9的驱动电路
6之间的温度控制电路11。

[0022] 如2和图3为无霜冰箱加热器控制系统部分电路的电子元件连接图，其中，单片机处理器1为单片机D1、除霜加热器9为H1，输入采样电路RV、R1、R2、C1，输出驱动电路K1、R3、R4、Q1。

[0023] 化霜温度传感器RV采用NTC温度传感器，将蒸发器的温度转化为电阻值，温度越高阻值越小，温度越低阻值越大。R1和RV组成温度采样电路，通过电阻的分压将RV的温度值转化为电压U1，输入单片机D1的Pin1输入口。单片机D1通过Pin1输入口的电压值可以换算得到RV的温度，通过软件控制，根据冰箱的控制规则控制相应的Pout1输出口实现对除霜加热器H1的控制，当单片机D1的Pout1口输出高电平时，三极管Q1导通，继电器K1触点导通，除霜加热器H1通电。而当Pout1口输出低电平时，三极管Q1截止，继电器K1触点断开，除霜加热器H1断电。

[0024] 上述现有的除霜加热器控制电路中，除霜加热器H1的状态仅受单片机Pout1输出口控制，即由单片机软件控制除霜加热器H1的状态。

[0025] 本发明在现有的除霜加热器控制电路的基础上，增加了硬件电路控制部分即所述的温度控制电路11，具体电路包括运算放大器N1、三极管Q2和电阻R5~R10，运算放大器N1及电阻R7、R8、R9组成施密特电压比较器电路，电阻R5和R6组成运算放大器N1的输入分压支路，电阻R10连接在运算放大器N1的输出端与三极管Q2的基极之间，温度控制电路11的输入端为电阻R7，连接与单片机处理器1的化霜温度传感器输入端，温度控制电路11的输出端为三极管Q2的集电极，连接到单片机处理器1的除霜加热器输出端R3与除霜加热器驱动电路输入端R4的连接点。

[0026] 实施例一

[0027] 参见附图1，输入采样电路中，化霜温度传感器RV接在地线端，这时如温度升高，RV阻值变小，此时U1点的电压降低，当RV的温度高于某一限定温度值T1时，U1的电压低于由R5、R6分压产生的U2电压值，运算放大器N1输出高电平，并使三极管Q2导通，此时即使单片机Pout1口输出高电平，三极管Q1也将保持截止，继电器K1触点断开，除霜加热器H1断电。

[0028] T1的范围可设定为10~50℃，通过R5或R6的阻值变化可以改变U2电压值，达到变更限定温度值T1的目的。

[0029] 实施例二

[0030] 参见附图2，输入采样电路中，化霜温度传感器RV接在+5V端，这时如温度升高，RV阻值变小，此时U1点的电压升高，当RV的温度高于某一限定温度值T1时，U1的电压高于由R5、R6分压产生的U2电压值，运算放大器N1输出高电平，并使三极管Q2导通，此时即使单片机Pout1口输出高电平，三极管Q1也将保持截止，继电器K1触点断开，除霜加热器H1断电。

[0031] T1的范围可设定为10~50℃，通过R5或R6的阻值变化可以改变U2电压值，达到变更限定温度值T1的目的。

[0032] 本发明通过新增的温度控制电路，实现了通过硬件电路控制除霜加热器的功能，即无论单片机控制处于何种状态，当化霜温度传感器RV温度过高时，强制使除霜加热器断电，提高产品的安全性能，并满足安全标准的要求；而当化霜温度传感器RV温度低于限定温度值时，除霜加热器仍受单片机软件控制，实现产品功能。