电冰箱电子温控器原理及其应用
第 24 卷 第 2 期
2000 年 4 月
武 汉 交 通 科 技 大 学 学 报
Journal of W uhan T ranspo rtation U niversity
Vo l. 24 No. 2
Ap ril 2000
电冰箱电子温控器原理及其应用a
夏清川
(深圳惠盐高速公路有限公司 深圳 518000)
摘要: 以市场上最常见的双门电冰箱为例, 设计出了一种可完全取代双门电冰箱使用的WDF 系列
压力式温控器的电子温控器, 不仅在温度特性上与压力式温控器相同, 而且根据冰箱厂家的要求
可以很容易地改变温度特性, 省去了压力式温控器因改变温度特性而需要组织生产新零件的程
序, 加快了新产品配套过程, 并降低了生产成本. 该电子温控器同时具有半自动除霜功能, 根据需
要, 可手动启动除霜加热器, 到达设定温度时, 自动停止除霜.
关键词: 压力式; 定温复位; 半自动除霜
中图法分类号: TM 571
1 工作原理
111 电 源
如图 1 所示, 交流 220 V 经变压器 T R 1 降压
后, 再经整流、滤波输出约 12 V 直流电压, 供给压
缩机继电器 R C 和除霜加热丝继电器 R H . 同时
经 R 20,D 8, C 7 稳压后输出约 618 V 直流电压供给
其余逻辑控制电路.
112 温度控制
本电子温控器采用负温度系数 (N TC) 热敏
电阻 R t1, R t2作为感温元件, 其在常温 (25℃) 时的
电阻值约为 3 k8 , 正常工作温区大致在- 60～
+ 100 ℃之间, 并用环氧树脂及金属外壳封装, 以
适当减少温度感应灵敏度. 具有灵敏度高、热惯性
小、低温阻值大, 在一定温度范围内阻值基本呈线
性变化、价格便宜等优点, 可广泛用于温度控制及
检测.
电子温控器逻辑控制原理如图 2 所示, 电冰
箱压缩机的开停由冷藏室的温度控制, R t1 (冷藏
室热敏电阻) 为冷藏室温度传感器, R t1和 R 19组成
分压器, 随着冷藏室温度的变化, IC 1 (四电压比较
器LM 339) 的 5, 6 脚电压V (6) 随之改变. IC 1 的 4
脚电压恒定不变.
V (4) = 30
30 + 20 × 6. 8 = 4. 1 V
IC 1 的 7 脚电压由温度调节电位器 R 4 决定,
当电位器 R 4 调至低档(温控器暖点) 时, R 3, R 4 的
等效电阻 R 34= 0. 49 k8 , 此时,
V (7) = 1. 1 + 0. 49
1. 1 + 0. 49 + 2. 4 × 6. 8 = 2. 71 V
当电位器 R 4调至高档(温控器冷点) , 此时,
V ′(7) = 1. 1
1. 1 + 0. 52 + 2. 4 × 6. 8 = 1. 86 V
当电位器 R 4 调至中间位置(温控器中点) , 选
择 R 4 电位器阻值呈线性变化, 此时可计算出
V ″(7) = 2. 3 V.
图 1 电源电路图
由 IC 1 的 7 脚电压变化值可以看出:
V ″(7) = 0. 5 (V (7) + V ′(7) )
这样, 通过合理选择热敏电阻 R t1, 可使温控
器停机温度随电位器位置的不同而基本呈线性变
化.
当电冰箱通电后, 由于温度较高, R t1 阻值较
小, 此时
a 收稿日期: 2000 01 24
夏清川: 男, 34 岁, 硕士
因 V (6) > V (7) ,V (6) > V (4)
故 IC 1 输出V (1) =“0”,V (2) =“1”.
此时 IC 2 (四或非门电路 CD 4001) 的 4 脚输
出V 02=“1”, 压缩机继电器 R C 吸合, 电冰箱开始
制冷.
随着温度的降低, R t1 阻值增加, V (6) 随之减
小, 当温度降至约 4℃时,
R t1= 6. 7 k8 , 此时V (6) = 4. 1 V
因 V (4) = 4. 1 V 不变, 故 V (6) < V (4) , V (6) >
V (7)
此时 V (1) =“0”,V (2) =“0”.
因此 IC 2 的输出V 02 =“1”保持不变, 电冰箱
继续制冷.
随着温度的进一步降低, R t1 阻值继续增加,
假设调温电位器置于中点, 则当温度降低至约-
20℃时, R t1= 19. 6 k8 , 此时V (6) = 2. 3 V.
故V (6) < V (4) ,V (6) < V (7).
IC 1 的输出V (1) =“1”,V (2) =“0”.
此时 IC 2 的输出V 02=“0”, 压缩机继电器RC
释放, 电冰箱停止制冷.
停止制冷后, 冰箱内温度升高, R t1阻值减小,
V (6) 增大, 此时V (6) > V (7) = 2. 3 V (中点位置) , 但
V (6) < V (4) = 4. 1 V.
因此 IC 2 的输出V 02=“0”, 保持不变, 压缩机
不工作.
随着温度的进一步升高, 当达到约+ 4℃时,
R t1= 6. 7 k8 ,V (6) = 4. 1 V.
故当 V (6) > V (7) , V (6) > V (4) 时, IC 1 输出 V (1)
=“0”, V (2) =“1”. IC 2 输出 V 02 再次反转为高电
压, 压缩机继电器 R C 吸合, 电冰箱重新制冷. 如
此反复, 冷藏室探头处的温度被控制在+ 4～ - 20
℃之间波动.
图 2 电子温控器工作原理图
由以上分析可以看出, 温控器开机温度 (C ?ON ,
W ?ON ) 维持在+ 4 ℃保持不变, 而停机温度可随
调温电位器位置不同而改变, 其温度特性与调温
电位器位置的关系如图 3 所示. 此例中:
C ?O FF= - 24 ℃,W ?O FF= - 16 ℃
N ?O FF= - 20 ℃, C ?ON = W ?ON = + 4 ℃
从而达到了WDF 系列温控器定温复位的要
求. 改变电阻参数, 即可改变开、停机温度特性, 满
足不同用户的要求.
113 半自动除霜
·471· 武汉交通科技大学学报 2000 年 第 24 卷
半自动除霜的控制电路由 IC 1 (四电压比较
器LM 339) 的另外一半及其外围电路组成. 对 IC 1
进行分析:
图 3 温度特性与调温开关位置关系图
正常时, 即按钮 AN 101, AN 102 都未按下
时:
IC 1 的 8 脚电压V (8) = V (11) = 5. 6
5. 6+ 3×6. 8=
4. 43 V.
IC 1 的 10 脚电压V (10) = 6. 8 V.
IC 1 的 9 脚电压V (9) 随除霜热敏电阻 R t2的阻
值变化而变化, 温度升高, R t2阻值降低,V (9) 增高;
温度降低,V (9) 减小.
当冷冻室温度较高, 则V (9) > V (8). 这时即使
按下除霜按钮AN 101, 因为 IC 1 的输出端V (14) =
“1”, 则 IC 2 的输出 V (01) ′=“0”, 除霜继电器 R H
不导通, 故此时不进行除霜加热.
当冷冻室温度较低, 使V (9) < V (8) = 4. 43 V
时, 则 IC 1 的输出端V (14) =“0”, 此时若不按下除
霜按钮 AN 101, 因为 V (10) > V (11) , 则 IC 1 的输出
端V (13) =“0”, 则 IC 2 的输出端V 01′=“0”, 保持不
变, 也不会进行除霜加热.
此时若按下AN 101 按钮, 则V (10) = 0< V (11) ,
IC 1 输出V (13) =“1”, 因为V (14) =“0”, 则 IC 2 输出
V ′01 =“1”, 除霜继电器 RH 得电, 进行除霜加热,
松开AN 101 按钮后, IC 2 输出V ′01=“1”保持不
变, 继续进行除霜加热, 直至冷冻室温度升高约
6. 5℃, 对应热敏电阻 R t2= 5. 35 k8 , 此时, V (9) =
V (8) = 4. 43 V , IC 2 输出 V ′01 = “0”, 停止除霜加
热, 转入制冷.
若在除霜加热过程中按下除霜停止按钮
AN 102, 则此时,V (8) = V (11) = 0. 7V < V (9) < V (10) ,
则 IC 2 输出V 01′=“0”, 除霜加热手动中止.
松开按钮AN 102 后, IC 2 输出V 01′=“0”保持
不变, 维持制冷状态不变.
由以上分析可知, 该电子温控器实现了半自
动除霜功能.
2 结 束 语
由上述分析可知, 该电子温控器开机温度 C ?
ON (W ?ON ) = 4 ℃保持不变, 停机温度在- 16～
- 24 ℃之间变化, 除霜复位温度约为 615 ℃. 实
现了定温复位温度特性要求, 并具备半自动除霜
功能. 其具有控温精度高, 易于组织生产、配套设
计快捷等特点, 改变相应的电阻组合, 即可很容易
地改变开机、停机、除霜温度特性. 该电子温控器
经批量试生产并经有关厂家试用, 市场反映良好.
参 考 文 献
1 王鸿明. 电工技术与电子技术. 北京: 清华大学出版
社, 1999. 80～ 98, 126～ 137
2 吕砚山. 常用电工电子技术手册. 北京: 化学工业出版
社, 1995. 34～ 60
3 莫以豪. 半导体陶瓷及其敏感元件. 上海: 上海科学技
术出版社, 1983. 26～ 84
4 林杏申, 黄文风. 家用电器中的传感器技术. 福建: 福
建科学技术出版社, 1994. 102～ 210
The Theo ry and the App liance
of Electric Temperature Regulato r of Refrigerato r
Xia Qingchuan
(S henz hen H u iy an h ighw ay CO ,L td )
Abstract
This paper introduced an electric temperature regulato r, w hich can take p lace of the WDF
p ressure2type temperature regulato r used in the common double2doo r fridge. The new electric
temperature regulato r no t only has the sam e temperature characteristics as that of the p ressure2type
regulato r, but also is easy to change the characteristics, acco rding to the requirem ents of the fridge
wo rks. So it greatly quickens the p rocess of p roduction and reduces the p roduce co st. The electric
temperature regulato r can also defro st sem i2autom atically.
Key words: p ressure2type; electric temperature regulato r; sem iautom atic defro st
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