本文介绍的冰箱电子温控器,适用于国内外任何类型的机械温控电冰箱。由于这种电子温控器可以作为一个独立的小仪器安放在冰箱外面,不需打开冰箱门,只通过电子温控器便可观察和调整冰箱内的温度,使用非常方便,还可节约电能。
读者可能会问,能对电冰箱进行改动吗?回答是能进行改动,这点读者可以放心。这是因为改装时不必更动原冰箱的结构,也不会影响原冰箱的性能。让我们先看一看如图1所示的电子温控器的印制电路板,温控器与原电冰箱之间的连接线主要有两部分,第1部分引出线经大五孔插件CX-1,用软接线连接冰箱背面的电源端子处,一般冰箱仅引出N、C、L三根线与原冰箱的电源及温控线相连,如果原冰箱有冷冻室化霜加热器,需引出D端接线;第2部分引出线经小五脚插件CX-3引出两只传感器探头R\(_{t1}\)和Rt2,其中R\(_{t1}\)供冷冻室用,Rt2供冷藏室用。R\(_{t1}\)的连线从冷冻室门封缝拖出,由于线很细,对门封的密封性基本无影响;Rt2的连线从冷藏室接水管穿过,探头R\(_{t2}\)的外壳要紧贴冷藏室蒸发器的表面。

电温控器的工作原理
1.温度传感器:图2为电温控器的电路图。其中温度传感器是电子温控器的指令元件,本电路采用NTC硅单晶热敏电阻作温度传感器(即图1中的R\(_{t1}\)、Rt2),温度越低,阻值越大。R\(_{t1}\)作温度显示及半自动化霜用,Rt2控制压缩机的开、停。

2.开、停机电路:+8V电压经R14、R16分压,LM339(N2)的第5脚预置一个电压,即开机温度点的基准电压。R\(_{t2}\)与R13串连分压后,给N2第4脚加一个电压U。当箱内温度上升时,Rt2↓,N2第4脚电位U4上升,当U4>U5时,N2第2脚电位置“0”,即4011的第1脚S端置“0”。由于N2第4脚与第7脚相连,而且开机时U4>U6,所以开机瞬间N3第1脚必置“1”电平,即4011(D2)第6脚置“1”,触发器D2满足S=0、R=1的条件,CD4011第3脚置“1”,三极管VT2导通,继电器k2吸合,接点k\(_{2}\)-1接向“C”端,压缩机开始运转。
压缩机运转后冰箱内的温度开始下降,R\(_{t2}\)阻值随之增大,N2第4脚电位下降,第2脚的电平变为高电平。当U4<U6时,N3第1脚置“0”电平,此时D2的第3脚从“1”翻转为“0”电平,VT2截止,K2释放,k2-1打向“A’端,压缩机停转。
3.化霜电路:允许化霜的起始温度一般以R\(_{t1}\)的感温温度为+6℃为界。比较器N1的第9脚电位也由此而定。当Rt1与R1分压所得之值U8>U9时,N1第14脚电平置“0”,即D1第8脚始终保持“0”态,第11脚置“0”,VT1不可能导通,K1不吸合,接点k\(_{1}\)-1断开。处于正常使用的冰箱,冷冻室内的平均温度TF必然低于+6℃,此时U8<U9,U14置“1”电平,这样就为触发器D1输出状态的翻转准备了条件。化霜开始时,通过按“START”按钮将D1第13脚瞬时接地,使D1符合R=1、S=0条件,第11脚立刻变为高电平,VT1导通,K1吸动,k\(_{1}\)-1闭合,化霜电路接通。为了保证化霜时压缩机自动停转,通过钳位二极管VD7将VT2的基极电位由0.75V降为0.45V,VT2截止,K2释放,压缩机停转。约过20~30分钟,TF大于+6℃,R\(_{t1}\)↓,N1的U8>U9,第14脚置“0”,触发器D1翻转,第11脚转为“0”电平,VT1截止,K1释放,化霜自动中止,同时VD7失去钳位作用,VT2重新导通,压缩机开始新的制冷循环。
4.开机补偿电路:由于双门双温冰箱用1个制冷系统来实现冷冻、冷藏两种温度,因此,环境温度T\(_{E}\)的变化给冰箱的启动带来困难,例如当TE<+16℃时,许多冰箱就难以接通。本电路从N2第5脚引出一条线,经R29加到由RP2、R30组成的开机选择电路上。当RP2阻值下降时,U5↓适当调整RP2,就能使R\(_{t2}\)感温后的U4容易通过U5,使N2第2脚提早置“0”电平,VT2导通,K2吸合,压缩机开始工作。根据实测,开机温度如能做到-5~+5℃连续可调即可。
5.调温电路:温控点的配置见表1。由电阻R9、R10、R11及滑杆电位器RP1确定停机的基准电压,RP1的滑臂接至N3第6脚。调节RP1即可改变压缩机的停机时间。对于双门电冰箱,冷藏室蒸发器表面的温度应达到-13℃~-30℃(以三星级冰箱为例),U6的设计值则应定在0.96~2.15V。RP1置于“1”时,U6得到最高电压,相当于机械温控的“1”档,此时冰箱内能维持的温度偏高。反之,RP1滑臂调到另一端时,相当于机械温控最高档,此时冰箱内能维持的温度偏低。显然,通过RP1调温时不用打开箱门。
7.温度显示电路:本电路采用5位驱动电路D1405配合5只发光二极管来指示冷冻室的温度。冷冻室的温度在0℃以上显示无实际意义,因此设计时以第1只发光管亮为0℃,第5只亮为-20℃,第2、3、4三只何时亮由D1405内部电路决定,经实测平均值为-4.5℃、-9℃、-14.5℃。
显示电路的取样信号由R\(_{t1}\)处取出,经R24与R25分压后送至D1405第2脚,基准信号由R22、R23分压送至第3脚。调试时R23用3kΩ电位器,R26用100kΩ电位器代替,当Rt1为0℃时,调R23使1号管发光,当R\(_{t1}\)处于-20℃时,调R26使第5只发光管刚好能发光,然后回到0℃看1号管能否刚好维持发光。如果温度上升时1号管提前灭或到0℃后还不灭,说明基准电压不合适,微调R23即可达到目的。一般反复调试2~3次就能调试好。
调试时应注意,由于热敏电阻的响应时间以及冷冻室内温度的不均匀性,不能要求R\(_{t1}\)刚放入冷冻室内就显示正确温度。一般来说Rt1放入冷冻室后,经过三个开、停机循环,温度显示才能基本稳定。
电源电路采用较大容量的电源变压器。有电时,LED2发光。LED3是开、停机指示灯。LED1是化霜指示灯,灯亮表示正在化霜。
组装及调试经验
热敏电阻的外壳封装必须严密,如果受潮,就会造成压缩机不停机故障。在正常情况下,温控电路各点的电位见表1~表4。按图2焊接好的电路板,用模拟信号输入试验,就能马上知道它能否用于冰箱上。先准备两只100kΩ电位器RP\(_{t1}\)、RPt2以代替热敏电阻R\(_{t1}\)和Rt2,试验方法如下:(1)将RP\(_{t1}\)置于阻值最大位置,RPt2置于阻值最小位置,接通电源,发光管LED2、LED3应点亮;(2)增大或减小RP\(_{t2}\)阻值,应出现前面讲过的开、停机工作过程;(3)增大或减小RPt1阻值,温度显示5个发光管将顺序亮或顺序灭。当5个发光管全亮时,按下START按钮,LED3应熄灭,LED1点亮。然后减小RP\(_{t1}\),5个发光管应顺序熄灭,开机指示灯LED3点亮。(4)从左向右调整RP1滑臂,N3第6脚的电位必须从2.15V均匀变化到0.96V,(5)反复通电多次,每次接通电源时,应该是K2先吸合,如果是K1先吸合,此电路板不能用。




机械温控冰箱改装法:
1.找一根1米长的18号铅丝,一根6米长的塑料铜芯绞铜线,规格为7×φ0.15,外径为φ1.2mm。
2.将冰箱冷藏室的接水管拔下来,用铅丝穿过箱内接水管,铅丝的一头弯成一个小圆钩。
3.铅丝穿通后,将6米长的铜芯线对折,对折处被铅丝钩住,将铅丝拉出接水管,冷藏室的温度探头引线就埋好了。
4.将R\(_{t2}\)的两根线头与埋好的铜芯线焊牢,将Rt2的铝外套贴紧在冷藏室蒸发器表面任何一个方便的位置(一般取中间位置最佳)。
5.将R\(_{t1}\)与电路板上的CX—3第1、4脚相连,Rt1的铝外套置于冷冻室中间任何位置均可。关上箱门。电源线的接法见图3。(吴文)
