东芝电冰箱的控制电路

东芝电冰箱的控制电路(GR-204E型)东芝电冰箱的控制电路•直冷式电冰箱简介•双门直冷式电冰箱东芝GR-204型。双门直冷式电冰箱双门是指上面小门和上面大门组成的两扇门。直冷式电冰箱也叫做有霜电冰箱，它的蒸发器直接吸收冷冻室内食品的热量而使冷冻室内的食品降温冷却，在蒸发器表面容易形成有一层薄霜，故此叫作直冷式电冰箱。双门直冷式电冰箱有两个蒸发器，一个在冷冻室制冷冷冻食品，另一个在冷藏室冷却冷藏食品。•双门直冷式电冰箱即冷藏冷冻电冰箱，是指双门双温电冰箱由温度0~8摄氏度的冷藏室和温度-18摄氏度以下的冷冻室组成，同时可冷藏冷冻食品，具备冷藏电冰箱和冷冻电冰箱的特点及使用方法。东芝电冰箱的控制电路•东芝GR-204E型电冰箱控制电路原理方框图•电冰箱的电子控制电路由制冷压缩机电路，温度控制电路和除霜电路组成。•其中制冷压缩机电路采用集成电路控制压缩机的开停。温度控制电路采用电子温控器，利用热敏电阻的负温度特性设置温度传感器感知箱内的温度，通过一组电压比较放大器，将温度感知电路的输出电压与固定电压进行比较，经过开停机信号的识别电路和执行机构去控制压缩机的开停。•除霜电路也是通过电压比较运算放大器组成的检知电路的输出电位，使三极管处于饱和或截止状态，从而控制继电器的动作，达到除霜的目的。东芝电冰箱的控制电路•基本电路分为操作盘和控制板两部分。操作盘设置在冰箱的前框上，其外型如图-1所示。操作盘由冷冻室除霜操作和温度调节两部分组成，原理如图-2所示。•该电冰箱除霜方式为半自动除霜。开始除霜时由人工操作，停止除霜时可自动结束，也可人工停止。1.东芝电冰箱操作盘2.操作盘电路图东芝电冰箱的控制电路•操作盘上的温度调节是用来调节冷藏室温度的。•在温度调节的刻度盘上共有四个指示点，调节冷藏室温度时，通过调滑动调节钮，可使其与刻度盘上的指示点相对应。也可使其对准刻度盘两点之间的任意位置。具体调节内容见表。•滑动调节键是一个控温滑键电位器，由它设定冷藏室的温度。•箱内的温度传感器将感知冷藏箱温度的变化，并将温度变化量转化为电压变化量。这两个电压信号输入到控制板中的电压比较运算放大器中进行电压比较。当冷藏室温度慢慢上升，超过电位器的固定电压时，比较放大器输出低电平，然后再通过信号识别和执行机构，使压缩机开始制冷运转。刻度盘指示点温度调节内容1比“4”高3℃左右4冷藏室温度约3℃，冷冻室温度约-18℃7比“4”低3℃左右HEAVYCOOL环境温度＜10℃时，冷藏室温度变化较小，此时使用此点时可使冷藏室温度达到要求电冰箱温度调节盘调温表东芝电冰箱的控制电路•东芝GR－204E电冰箱的控制电路装置的应用电路如图所示。其中的TNR80115G471K是一只压敏电阻。在正常工作时，压敏电阻TNR801处于高阻状态，相当于一只小电容器。当有异常过压（高压），压敏电阻的阻值急剧下降，流过压敏电阻的电流剧增，从而有效地保护了其它元器件不受损坏。GR－204E电冰箱的控制电路东芝电冰箱的控制电路•电源电路•电源部分的电路如图所示。从这个电源电路中可以获得控制电路所需要的直流14V和直流6.8V电压。变压器T801将输入的支流220V电压变为交流16V的电压，经过二极管VD805和VD806组成的全波整流电路整流后，在经电容器C806滤波，得到一个直流14V的电压，这一电压供给控制电路中的两个继电器RY01和RY02使用。DC14V的电压再经稳压管D808，电阻R812和电容C808组成的简单稳压回路作用，得到一个DC6.8V的电压，该电压供控制电路中的其他部件使用。•TNR801是一只压敏电阻，具有抗干扰过流保护的作用。当输入的交流220V电压过高，或因闪电造成的高压窜入电路时，它会因高电压的作用使TNR801阻值急剧减小而烧断熔丝F801，使变压器初级短路，从而对控制电路起到保护作用。电源电路东芝电冰箱的控制电路•冷藏室温度控制电路•因为其制冷剂节流后→上门蒸发器（冷冻室）→下门蒸发器（冷藏室）即：将温度传感器Rt安装在冷藏室蒸发器附近，则控制冷藏室温度也就控制了冷冻室温度。•温度传感器是一只负温度系数的热敏电阻。特性曲线如图所示，当温度升高时，它的阻值减小；当温度降低时，它的阻值增加。在电路中，它把冷藏室温度的变化转换成电信号。传感器特性曲线东芝电冰箱的控制电路•冷藏室温度控制电路由热敏电阻RT1作为感温元件，Q802（TA75339）中的A1，A2两个电压比较器及Q801（TC4011）中的G1，G2两个与非门为核心，继电器RYO1为执行器件。通过控制压缩机电机的开，停下来保持箱内恒定。•随着温度T的升高，负温度系数的热敏电阻RT1阻值变小，V4升高。因此，A1是反相输入的电压比较器。它控制的开点为3.5℃。即当冷藏室蒸发器温度高于3.5℃时，A1输出为0，压缩机运转制冷。控制停点的电压比较器A2，其反相输入端（即Q802的6脚）的电位由电位器预置；同样输入端（即Q802的7脚）的电位也随着温度的升高而升高。在操作面板上有1，4，7，HEAVYCOOL四档。各档位置对应的冷藏室蒸发器温度和停点对应的A2反相端（即Q802的6脚）的电位见表3.1。当A2同相输入端电位V7低于反相输入端V6时，输出端V1=0，压缩机停止运转。刻度盘指示点蒸发器温度A2反相端电压1弱冷（—19℃）2.2V4通常（—22℃）2.0V7较冷（—25℃）1.8VHEAYCOOL强冷（—28℃）1.5V操作面板档位与温度及A2反相端电位的关系东芝电冰箱的控制电路•分析温度检测电路和温度调节电路•温度检测电路如图所示。当冷藏室温度升高时，热敏电阻Rｔ的阻值就减小，电压Uｓ增加。如Uｃ=6.8V，冷藏室温度为30℃时，传感器阻值为2.16千欧。则此时Uｓ为5.59V。反之，冷藏室温度降低时，传感器阻值增加，电压Uｓ就随之下降。这样就把温度的变化转化成电压的变化。温度调节电路温度检测电路东芝电冰箱的控制电路•关机检测电路•关机检测电路如图所示。在这个电路中，由比较集成电路Q802发出停机信号。工作原理：利用Q802的一组电压比较运算放大器，将温度检测电路输出的电压Uｓ与温度调节电路中设定电压Uｒ进行比较，以确定压缩机的工作状态，⑦脚是正输入端，⑥脚是负输入端，①脚是输出端。温度传感器检测的电压信号Uｓ加到⑦脚上，温度调节按钮预选设定的电压Uｒ输入到⑥脚，比较器对这两个电压进行比较。当UｓUｒ时，①脚输出为低电平（常用“0”表示），发出停机信号；当UｓUｒ时，①脚就输出高电位（常用“1”表示），压缩机一直运转关机检测东芝电冰箱的控制电路•开机检测电路•如图所示。比较运算放大器的④，⑤脚负责发出“开机”信号。电阻R801和R802的直流电压进行分压，使Q802的⑤脚电压固定在近似4V，冷藏室传感器输入的电压US接入到④脚，电压比较器对这两个电压进行比较，以确定压缩机的状态。当冷藏室的温度上升时US也在上升，US﹥4V时，Q802②脚输出端为低电平，这就是开机信号。当冷藏室传感器所感受的温度在3.5℃上时，Q802②脚输出端输出低电平。开机检测电路东芝电冰箱的控制电路•开关机检测合成电路•如图所示，把温度检测电路、温度调节电路和开关机信号电路组合在一起就构成了合成电路。将冷藏室温度传感器检测的US信号分别输入到比较器的④脚和⑦脚，然后与⑤脚和⑥脚输入的电压进行比较，②脚根据结果输出开机信号【当冷藏室的温度上升时US也在上升，US﹥4V时，Q802②脚输出端为低电平，这就是开机信号。当冷藏室传感器所感受的温度在3.5℃上时，Q802②脚输出端输出低电平】，①脚则输出关机信号【即：当UｓUｒ时，①脚输出为低电平（常用“0”表示），发出停机信号；当UｓUｒ时，①脚就输出高电位（常用“1”表示），压缩机一直运转】•。开关机检测合成电路东芝电冰箱的控制电路•开关机信号识别及控制•控制压缩机的开停仅仅依靠检测电路和信号输出电路还不够，还必须有开停机信号的识别和执行机构，即信号判断和控制电路。•GR—204E电冰箱控制电路中，开停机信号的识别是利用锁存电路的输入输出特性来实现的，电路原理图3.9所示。①脚和⑥脚是输入端，③脚是输出端，当①脚输入高电平时，③脚输出低电平。当①脚输入低电平时，③脚输出高电平。当⑥脚输入高电平或低电平时，③脚也输出高电平或低电平。锁存电路原理图东芝电冰箱的控制电路•开关机的信号识别是利用Q801中的两组双输入端与非门构成的一个基本RS触发器来进行的，而开停机的执行，则是根据Q801输出电位的高低，控制晶体三极管Q811进入饱和或截止状态，使继电器RY01的触电闭合或释放，以控制压缩机的开与停。其电路如图所示。当开机的信号输入到Q801的①脚时，因输入的开机信号是低电平，Q801⑥脚得到的是高电平，所以输出端一定是高电平。这个高电平使晶体管Q811的基极电位升高到0.7V，Q811导通工作，其集电极输出较大电流，继电器RY01的触点K1接通压缩机电路，压缩机开机制冷。当冷藏室温度逐渐下降，US电压也随之下降，当US下降到低于温度调节滑键设定的指示点电压时，Q801的③脚则输出低电平，它使晶体管Q811的基极电位下降到0.5V以下，该管截止，集电极无输出，继电器RY01的触点K1自动弹开，压缩机电路被切断，停止制冷运行。开关机信号的识别与执行机构东芝电冰箱的控制电路•除霜电路•除霜方式为半自动除霜。用手指按动操作盘上的除霜按键时，电冰箱便开始除霜。它是利用绕在冷冻室蒸发器外表面上的加热丝，通电加热进行除霜的。当冷冻室温度上升到8.5℃时，除霜电路元件自动切断除霜加热丝，接通压缩电路，开始开机制冷。•除霜电路工作原理可知，按下除霜开始按钮S101，这时电阻R119和集成电路Q801的⒀脚都接地，这就是说Q801的⒀脚输入为低电平。因为此时刚开始化霜，冷冻室的温度仍然很低，冷冻室传感器的阻值仍很大，使Q802的⑧脚电压仍很小，即U8﹤U9。所以Q802的⒁脚输出为高电平。这样，根据比较集成电路的性质，Q801的⑧脚也输入高电平。当Q801的⒀脚输入低电平，⑧脚输入高电平时，Q801的⑾脚应该输出高电平。这个高电平使三极管Q812处于饱和状态，继电器RY02得到较大的电流，转换接点K2接通除霜加热器，开始进行除霜。同时由于二极管D803的作用，使三极管Q811截止，压缩机处于停机状态。东芝电冰箱的控制电路••TC4011BP(Q801)接成两个RS触发器。其中，RS1用来控制压缩机的运转，RS2用来控制除霜工作。•工作过程如下：当RS1①脚为低电平时，③脚为高电平，Q81I导通，RY01吸合，压缩机开机；当RS1⑥脚为低电平时，③脚即为低电平，QS11截止，RY01释放，压缩机停机。在按下面板上的“除霜开始”按键时，SET端即RS2的输入端13脚接地，为低电平，这时RS2输出端11脚为高电平，Q812导通，RY02吸合，使除霜加热丝通电除霜。同时，由于Q812集电极为低电平，通过二极管D803，使Q811截止，RY01释放，强制压缩机停机。当冰箱冷藏室温度高于8．5℃，或按下“除霜停止”(STOP)按键时，RS2的⑧脚为低电平，输出端⑾脚为低电平，Q812截止，其集电极为高电平，RY02释放，除霜结束。如果此时RS1的③脚为高电平，Q811则导通，压缩机运转。TA75339P(Q802)中的三个运放(A1、A2、A3)接成三个电压比较器，以检测温控热敏电阻的阻值变化。A1的同相输入端⑤脚加有4V的基准电压UR1，而其反相输入端④脚接有温控热敏电阻和R806组成的温度传感组件。当箱内温度上升到一定值(约3．5℃)时，温控热敏电阻阻值下降(约降至6．7kΩ)，④脚电压上升(约1V)，A1输出端②脚变为低电平。此低电平加至RS1①脚，使其③脚为高电平，压缩机开机。东芝电冰箱的控制电路•比较器A2的反相输入端⑥脚加有一个可调的基准电压UR2，最大电压约为2．2V(调节到“冬季”时约为1．5v)。A2的同相输入端⑦脚也接温控热敏电阻。开机一段时间后，箱内温度下降，温控热敏电阻阻值