冰箱控制单元。方案、说明

冰箱控制单元。无线电电子电气工程百科全书

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由于家庭滋扰，作者被迫开始改进 STINOL-104 冰箱 - 恒温器在运行五年内第二次出现故障。不可能购买新设备来自行安装 - 该设备以完全不可接受的价格出售，其中包括安装费用。引起读者注意的自制设备并不是简单地取代标准恒温器。提供附加功能以在运行过程中发生的许多紧急情况下保护冰箱。

所有压缩机冰箱的弱点是驱动压缩机的电动机在停止后短时间内再次打开时会过载。过载的原因是制冷机组冷凝器内制冷剂长时间残留高压。

STINOL冰箱的操作手册要求关闭和打开压缩机之间的延迟时间至少为3分钟。但由于当今常见的意外断电和重新启动，如果不“寻求帮助”电子设备就不可能满足这一要求。

为了保护电动机，冰箱配有热继电器。通常它与启动继电器组合在一起，称为启动保护继电器[1]。但实践表明，这种保护效果并不理想。

与任何其他电器一样，保护冰箱免受电源电压与标称 220 V 的显着偏差的影响非常有用。有关此主题的大量出版物（例如，[2, 3]）表明了该问题的相关性无论是在农村地区还是在大城市。

建议的控制单元执行以下功能：

打开和关闭压缩机，保持冷藏室内的设定温度，取代标准恒温器，并且可以调节迟滞——打开和关闭压缩机之间的温差；
当市电电压明显偏离正常值时，强制关闭压缩机；
不允许压缩机因任何原因关闭后 5 分钟内再次开启，包括电源电压偏离正常值或由恒温器启动后。后者尤其重要，因为在关闭压缩机后立即将温度控制器急剧转向降低温度的方向或打开冷藏室的门很容易引发危险情况。

控制单元的状态由 LED“运行”（压缩机开启）、“暂停”（压缩机关闭）、“锁定”（五分钟禁止开启尚未到期）、“<”（主电源）提供电压低于允许的最小值），“>”（网络电压高于允许的最大值）。

框图如图所示。 1、由DA2芯片上的恒温器单元、VT1晶体管和元件DD1.1、DD1.2上的导通延时定时器、DD1.3、DD1.4元件上的网络电压控制单元和DD2芯片、执行器上有晶体管VT2、VT3。

（点击放大）

继电器 K1 的触点并联连接，包含在压缩机电机电路中，而不是标准冰箱恒温器的触点。

该装置的电源部分由变压器T1、整流器（二极管电桥VD1）和电压为1V的集成稳压器DA9组成。

为了使继电器K1吸合和释放时整流器上负载的变化不影响电压控制单元的工作，设置了电阻R27，当继电器绕组接通时，该电阻通过晶体管VT3连接至整流器。断电。电阻器的电阻等于继电器绕组的电阻，因此从整流器汲取的电流保持不变。

假设该装置连接到额定电压为 220 V 的网络，并且电压控制装置不影响其运行。晶体管VT1截止，电容C2放电，元件DD1.2输出端逻辑电平为低电平，二极管VD3开路，因此运放DA2上的恒温器被锁定在对应制冷低温的状态。因此，压缩机关闭。晶体管VT2闭合，继电器K1断电。 LED HL1“锁定”和 HL5“暂停”亮起。

通过电阻R5将电容C2充电至元件DD2、DD1.1上的施密特触发器的开关阈值1.2分钟后，后者的输出电平变为高电平，二极管VD3截止，恒温器就能工作。 HL1 LED 将熄灭。

随着冷藏室温度升高，热敏电阻RK1的阻值及其两端的电压降减小。如果温度使得运放DA2的反相输入端的电压低于同相输入端的电压，则运放输出端的电平为高电平，这导致晶体管VT2打开以及继电器 K1 的操作，打开压缩机。 LED HL4 亮起，HL5 不亮。

随着冷藏室温度的降低，运放反相输入端的电压升高，导致运放状态发生变化，压缩机关闭。 LED HL4 熄灭，HL5 - 发光。

继电器释放时，晶体管 VT2 集电极上的电压降导致电容器 C6 充电，并通过充电电流脉冲短期（持续 20 ms）打开晶体管 VT1。电容器 C2 通过打开的晶体管放电，在将设备连接到网络后，再次开始缓慢充电，这导致压缩机在五分钟内禁止打开。当电容器C2通过在继电器K1接通时打开的晶体管VT6放电时，二极管VD1保护晶体管VT2的发射结免受负脉冲的影响。

使用可变电阻器 R16 设置冷藏室中所需的温度。温度控制器迟滞环的宽度由可变电阻R20调节。在操作期间改变滞后的必要性是有争议的，但是，在初始调整期间，这不能被省略。滞后应足够大，以便压缩机不会频繁启动，并且在运行中断期间，冷藏室壁的温度达到正值，并且其上形成的霜会融化而不会积聚。

考虑电源电压控制单元的操作。如果在可接受的限度内，则元件DD1.3的输入处的电压较低，并且元件DD2.1的输入处的电压高于其切换阈值。 DD2.3 元件的两个输入端的电平均为高电平，而其输出端的电平为低电平，从而使该块的所有其他节点能够以上述方式工作。

当网络中的电压小于允许元件DD2.1将改变状态。其输出处的逻辑电平将变高，并且元件DD2.3、DD2.4的输出处的逻辑电平也将变高。 LED HL3 将点亮，晶体管 VT1（通过电阻器 R19 提供至其基极的电压打开）将使电容器 C2 放电，从而阻止压缩机。当电压恢复正常后，HL3发光二极管熄灭，晶体管VT1截止，给电容C2充电一段时间后，温控器才可以工作。

如果网络中的电压超过允许水平，则元件DD1.3的输出处的低电平将导致元件DD1.4和DD2.3的输出处的高设置。然后一切都会以与电压下降时相同的方式发生，只是 HL3 点亮而不是 HL2 LED。

建议将触发保护的电源电压值设置为等于242（微调电阻R5）和187 V（微调电阻R6）。

该装置会将电源中断视为不可接受的电压降。重要的是，如果中断的持续时间超过停止压缩机所需的时间，则禁止压缩机重新启动。然而，反应也不应该太快——误报的可能性会增加（例如，由于同一网络中包含强大的电器而引起）。

所述设备在网络电压突然下降期间的响应时间（大约 65 ms）是电容器 C1 放电到对应于允许最小值的电压所需的时间和电容器 C2 放电时间之和。开路晶体管VT1。对网络电压突然增加的反应时间较短 - 25...40 ms。它用于将电容器 C1 充电至设定阈值以及对电容器 C2 放电。

除继电器 K1、可变电阻器 R16 和 R20、热敏电阻 RK1 和熔丝 FU1 之外，控制单元的所有元件均位于单面印刷电路板上（图 2）。

（点击放大）

电容04、C5-KM-6或其他陶瓷电容，其余-进口氧化物，电容C2-LL系列（低漏电流）。电容器C1和C6的允许电压（25V）的选择应留有余量，以防电源电压紧急升高。

微调电阻器 R5 和 R6 - SP4-1，恒定电阻器 - MLT。可变电阻器 R16 和 R20 - SPZ-12，其电阻与轴的旋转角度呈线性 (A) 相关性。选择这些特定电阻器的主要标准是其安装套筒上的螺纹与普通冰箱恒温器的螺纹相同。

LED HL1-HL3 为红色，HL4 和 HL5 为绿色。除了图中所示的 LED 之外，其他 LED 也适用，包括国内生产的具有合适尺寸和发光颜色的 LED。 KR140UD608A微电路可以用KR140UD608B或KR140UD708代替。

变压器T1应选择高度较小的，以便可以放置在冰箱的仪表室中（见下图）。笔者使用现成的变压器，直径40，高28mm，环形磁路，次级绕组12V，电流0,3A。量产的，例如变压器TP -321-5和TPK2-22是合适的。

应该记住，在紧急模式下，网络中的电压有时会升至 380 V。例如，当主电缆的中性线断裂时，就会发生这种情况。如果变压器T1无法承受这样的电压而发生故障，则这不会导致包括昂贵的压缩机，这在这种情况下是不期望的。熔断器 FU1 (VP1-1) 旨在保护变压器免受火灾。应特别注意其质量，在任何情况下都不应用替代品代替。

热敏电阻 - MMT-1 或 MMT-4。如果其标称阻值与图中所示不同，则需要将电阻器R12的值改变相同的量。然而，不值得使用电阻超过 3 ... 4 kOhm 的热敏电阻，这会恶化恒温器的抗噪声能力。

继电器 K1 - RP-21-004，带 24 V DC 绕组。测试表明，12V足以满足其工作，并且在16V电压下，继电器工作相当可靠。您可以使用其他继电器，例如 RENZZ。选择替换件时，应特别注意继电器触点承受压缩机启动电流的能力，达到几安培。

安装好的印刷电路板和继电器K1放置在冰箱顶部的维修室内。连接并联的继电器触点代替标准温控器的主触点组。它的第二个触点组，设计用于长时间关闭冰箱，被替换为跳线。现在，冰箱只能通过一种方式与网络断开连接——从插座上拔下电源插头。据作者介绍，这确保了预防和维修工作期间最大的电气安全。

车厢的统一前面板设有两个恒温器的孔。但第二种只有双压缩机冰箱才有，在传统的单压缩机冰箱中，这里加一个可变电阻R20比较方便。安装可变电阻器 R16 代替远程标准恒温器。

在维修室的前面板上，您必须再钻五个孔，将安装在控制单元板上的 LED 灯安装到其中。在它们旁边，可以将解释性铭文应用到面板上。

变压器 T1 初级绕组的末端（其中之一 - 通过熔断器 FU1 焊接到断路处）连接到冰箱内通电指示灯的电源线。

连接温度传感器（热敏电阻 RK1）与控制单元板的屏蔽线放置在绝缘管（例如 PVC 管）中，并沿着标准恒温器波纹管的远程金属管的路线敷设。热敏电阻本身安装在冰箱室内部的波纹管末端。它必须良好绝缘并防止潮湿和霜冻。

设置控制单元首先要调整电源电压控制单元。为此，他们使用可调自耦变压器 (LATR) 将电压降低至 187 V。通过旋转微调电阻器 R6 的滑块，他们实现了 HL3 LED 的不稳定发光（“闪烁”）。然后将电压升高至242V，并以同样的方式调整微调电阻R5，重点关注LED HL2的状态。调整后，微调电阻滑块应用硝基漆密封。

此外，在将设备与网络断开后，可变电阻器R16被转移到最小电阻的位置，并且R20被转移到最大电阻的位置。将电源电压设置（使用 LATR）为 220 V 并打开设备。 LED HL1 和 HL5 应亮起，大约 5 分钟后 LED HL1 应熄灭。如有必要，可通过选择电阻器 R2 来更改其发光和阻止压缩机启动的持续时间。

为了便于进一步调整，DD1.1 元件的输入（引脚 8、9）通过跳线临时连接到 +9V 电路，例如连接到 DD14 芯片的引脚 1。热敏电阻 RK1 浸入融化的冰中。温度稳定后，可变电阻R16的阻值逐渐增大，实现继电器K1的动作、HL4发光二极管的点亮和HL5的熄灭。当电阻器 R16 的电阻稍微减小时，就会发生反向切换。

迟滞（继电器激活和释放时可变电阻器 R16 电机位置的差异）应随着可变电阻器 R20 电阻的减小而增大。测试结束时，拆除之前安装的临时跳线。

在使用新的控制单元打开冰箱之前，将可变电阻器 R16 和 R20 的滑块设置到中间位置。让冰箱运行足够的时间以稳定温度状态后，应确保压缩机运行期间在冷藏室后壁上形成的霜暂时解冻。如果这种情况没有发生，则需要使用可变电阻器 R20 来增加迟滞。

室内的平均温度由可变电阻器R16改变。如果使用可变电阻器无法达到所需的温度，则应选择电阻器 R14 和 R15。

有些冰箱提供冷冻室自动除霜功能 - 每运行 8...10 小时，自动装置会强制关闭压缩机一段时间，在此期间专门安装的加热元件会运行。在此模式下，即使继电器 K1 激活并且 LED HL4 亮起，压缩机也不会运行。这种情况不应与压缩机电机保护热继电器激活时发生的情况相混淆，后者具有相同的症状。区分“计划的”压缩机停机和紧急停机非常简单。在后一种情况下，安装在冷冻室中的风扇继续运行（门关闭）。

该装置还可以安装在其他型号的压缩机冰箱中，改变温度传感器、调节和指示元件的位置，并在必要时改变印刷电路板的尺寸，同时考虑到它们的特性。

通过移除恒温器的元件 - 热敏电阻 RK1、DA2 芯片、VD3 二极管、电阻器 R12-R16、R20、R21、电容器 C4、C5 - 并根据图连接电阻器 R23 的左侧输出DD1.2元件的输出，该单元可用于保护任何电器免受电源电压波动的影响。

文学

Lepaev D., Kolyada V. 冰箱维修。 - M.：“SOLON-R”，2000。
Schreiber A. 用于防止电网电压浪涌的装置。 - 广播，2001 年，第 2 期，第 46 页47、XNUMX。
Korotkov I. 用于保护家用电器免受正常网络电压影响的装置。 - 广播，2001 年，第 8 期，第 39 页42-XNUMX。

作者：A. Moskvin，叶卡捷琳堡

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