电子温度控制器
专利汇可以提供电子温度控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种 电子 温度 控制器 ，由稳压电源，基本 温度控制 ，延时启动控制，过 电压 欠 电压保护 ，温区显示等部分 电路 组成。具有温度预置、温差调节、延时启动、高 低电压 保护、温区显示等多种功能。适用于包括 空调 、 冰 箱 、冰柜在内的各种 制冷设备 的温度调节、控制，与现有的制冷设备温度控制器相比，具有功能齐全， 调温 范围宽，性能可靠，成本低廉等优点。，下面是电子温度控制器专利的具体信息内容。
1、一种电子温度控制器，由稳压电源、温度控制电路组成，稳压电源包括电源变压器、桥式整流和三端集成稳压器，本实用新型的特征是：所述的温度控制电路由温度探测电路、温差讯号放大电路及控制执行电路依次连接构成，其中：
(1)温度探测电路为一个电压讯号比较电路，由分别并联在稳压电源两端的两个串联支路R1、D5和R2、W1、W2、D4构成，其中二极管D5为感温元件，分别由D5的正极和W1的滑臂引出两根电压比较信号输出线，并在两输出线与地之间分别并联电容C3和C4；
(2)温差讯号放大电路为一个通用的差动放大器电路，D5的输出线接差动放大器的正输入端，W1的输出线接差动放大器的负输入端；
(3)控制执行电路由一个滞后电压比较器和继电器J组成，滞后电压比较器由R10、R11和运算放大器A2构成，其中，R10、R11构成电源分压电路，R10、R11之间的分压点接A2的正端输入电阻R12，A2的负输入端接A1的输出电阻R9，R13为反馈电阻，A2的输出接继电器J。
2、按照权利要求1所述的电子温度控制器，其特征是：有一个延时启动控制电路，由R15、C6组成的阻容延时电路、并联在R15、C6两端的R14、电压比较器A3及二极管D6、D7组成；A3的正输入端接R10、R11构成的分压电路的分压点，负输入端接C6的正端；阻容延时电路的R15一端接稳压电源正极，C6的负端接A2的输出端；二极管D6并联在A3的两输入端，正极接A3的负输入端，负极接A3的正输入端；A3的输出接二极管D7的正极，二极管D7的负极接A2负输入端。
3、按照权利要求1或2所述的电子温度控制器，其特征是：有过电压欠电压保护电路，为窗口电压比较电路，由分别串联连接的R16、W3、R17和R21、R22、R23，运算放大器A4，及R18、R19、R20，二极管D9、D10，电容C8组成，其连接方式是：串联支路R16、W3、R17接在桥式整流电路的正输出端和地之间，串联支路R21、R22、R23接在稳压电源的正输出端和地之间；R19、D9、D10、R20依次串联，然后并联在R22两端，二极管D9、D10均为正向连接，两二极管之间的接点和W3的滑臂之间有R18；运算放大器A4的两输入端正端接D10的负极，负端接D9的正极；A4的输出端接二极管D8的正极，D8的负极接A2的负输入端。
4、按照权利要求1或2所述的电子温度控制器，其特征是：有一个温区显示电路，由电压讯号比较电路、差动放大电路、显示电路组成，其中：
电压讯号比较电路，包括R24、R25、W4串联支路和R1、D5串联支路，R24和R25之间引出基准电压引出线，接差动放大电路的负输入端，D5的正端引出线接差动放大电路的正输入端；
显示电路由运算放大器B2、B3、B4，电阻R31－R38，发光二极管D11－D14组成，R31、R32、R33、R34依次连成一个串联支路，R38、D11、R36、D12、R35、D13、R37、D14依次连接成另一个串联支路，两串联支路分别并联在稳压电源正、负两极，发光二极管均为正向连接，运算放大器B2、B3、B4、的正输入端依次分别接在差动放器B1的输出端，它们的负输入端依次分别接在R31和R32、R32和R33、R33和R34之间，它们的输出端依次接D13、D12、D11的负极。
本实用新型涉及一种电子温度控制器，特别是制冷设备的温度控制器。
现有的制冷设备（如电冰箱、冰柜、空调机等）几乎都采用机械式温度控制器，它是利用充气温包（或毛细管）中的气体受温度变化而产生热胀冷缩的现象，使金属波纹管产生应力和位移，控制弹簧和杠杆机构推动电触头动作，切断或接通电路，从而控制压缩机停机或运转。这种温度控制器温度控制范围一般较窄，温度控制精度差，而且容易发生故障。
另外，上述温度控制器没有保护制冷压缩机的功能，而活塞式制冷压缩机最忌瞬间断电和停机后马上起动，因为这样很容易烧坏压缩机。
本实用新型的目的是提供一种具有延时起动、电压保护、温区显示等多种功能的电子温度控制器。
本电子温度控制器由稳压电源、基本温度控制单元、延时启动控制单元、过电压欠电压保护单元、温区显示单元等各部分电路组成。各部分电路结构及原理如下：
一、稳压电源：
由电源变压器电路Ⅰ、整流电路Ⅱ、稳压电路Ⅲ依次连接而成，其中电源变压器B初级线圈侧串联有熔断器RD，整流电路采用通用的桥式整流电路，稳压电路选用三端集成稳压器，如7812型稳压集成块，三端集成稳压电路输入和输出分别并联滤波电容C1和C2。
二、基本温度控制单元：
由温度探测电路Ⅳ、温差讯号放大电路Ⅴ及控制执行电路Ⅵ依次连接构成，其中：
温度探测路Ⅳ为一个电压信号比较电路，由分别并联在稳压电源两端的两个串联支R1、D5和R2、W1、W2、R4构成，其中二极管D5为感温元件，电压比较信号分别由D5的正极和W1的滑臂输出，在D5的输出引线和W1的输出引线与地之间分别并联电容C3和C4，另外W1两端可并联一个电阻R3；在电路设计上，使R1＝R2＞＞（W1＋W2＋R4），C3＜C4；
温差讯号放大电路Ⅴ为一个通用的差动放大器电路，由R5、R6、R7、R8和运算放大器A1构成，感温元件D5的输出接差动放大器的正输入端，W1的滑臂接差动放大器的负输入端；
控制执行电路Ⅵ由一个滞后电压比较器和继电器J组成，滞后电压比较器由R10、R11、R12、R13和运算放大器A2构成，其中，R10、R11构成一个电源分压电路，R10、R11之间的分压点U4接电阻R12，R13为反馈电阻，运算放大器A1的输出通过R9接运算放大器A2的负输入端，A2的输出接继电器J。
整个温度控制单元各部分元器件的作用和工作原理为：
温度探测由二极管D5来实现，利用在恒流条件下普通二极管的正向压降与温度之间的线性变化关系，即温度每升高1℃度，二极管的正向压降降低2mV，这称为二极管的温度灵敏度，用C表示，即C＝－2mV。
由于R1远大于D5的正向电阻，R2＞＞（W1＋W2＋R4），且R1＝R2，因此可以认为集成电路A1的正、负输入端是平衡的，且流过二极管D5 的电流是恒定的，即D5在恒流条件下工作；W1为温度预置电位器，两端并联的R3可以调节温度预置的范围，可变电阻W2是调节基准温度高低的。
W1的滑臂电位值提供了预置温度的相应电位U2，D5的正端电位提供了一个与制冷设备实际温度相对应的电位U1，U2和U1之差经差动放大电路放大，当制冷设备温度高于预置温度时，U1＜U2，差动放大器A1的输出U3＝0，由于滞后电压比较器A2的正端有一个固定的正电压U4，而这时它的负端输入U3＝0，故A2的输出U5为高电位，电器J吸合，制冷压缩机启动。随着压缩机工作，制冷设备温度下降，D5的正端电位U1升高，当制冷设备的温度下降到预置温度以后，U1＞U2，A1有输出，U3＞0，由于A2是一个滞后电压比较器，当U3升高到大于U4的某一点后，A2截止，U5＝0，继电器断开，压缩机停止工作，在实际工作中U3小于U4一定值时，U5就呈现高电位。
滞后电压比较器的滞后电压△U由R12、R13决定，公式为：△U＝ (R12)/(R12+R13) ·U5；由于存在这一滞后电压，使得制冷设备不会频繁地停机和开机，压缩机必须继续工作一段时间使制冷设备的温度下降到某一值后，压缩机才停止工作。制冷设备这个温度差叫开停机温差△t，它与滞后电压△U的关系为：
C×△t×β＝△U＝ (R12)/(R12+R13) ·U5
这里：C为二极管的温度灵敏度，C＝－2mV／℃；β为差动放大器A1的放大倍数，
从式中可以看出，通过调整R13的值，可以调节制冷设备的开停机温差（△t）值。
电路中C3、C4为抗干扰用，同时C4＞C3以保证在通电瞬间A1有输出，使A2无输出，U5＝0，继电器不吸合，压缩机不工作。
三、延时启动控制单元Ⅶ：
由R15、C6组成的阻容延时电路、并联在R15、C6两端的R14、电压 比较器A3及二极管D6、D7组成；电压比较器A3，其正输入端接R10、R11构成的分压电路的分压点，负输入端接C6的正端；阻容延时电路的R15一端接稳压电源正极，C6负端接A2的输出端；二极管D6并联在A3的两输入端，正极接A3的负输入端，负极接A3的正输入端；A3的输出接二极管D7的正极，二极管D7的负极接A2的负输入端。
本延时启动控制单元的作用是在通电、停机、瞬间断电等情况下保证压缩机经过阻容延时电路这段延时时间后再启动。其工作原理是：
（1）通电延时启动：在通电瞬间，稳压电源通过R15向C6充电，U6＝0，由于U7为一个正的常数，A3有一个满的正电压输出U8，这个电压通过D7加到A2的负输入端，使A2截止，U5＝0，继电器不吸合，压缩机不能工作；随着C6逐渐充电，经过时间常数R15、C6后一定值，U6＞U7，A3截止，U8＝0，延时电路对A2负输入端不起作用，继电器J恢复受温度控制单元电路控制；
（2）瞬间断电延时启动：在断电瞬间，聚集在C6上的电荷迅速通过A2和J释放，使U6＝0，再通电时，电路重复（1）的延时启动过程；
（3）开停机间隔延时：压缩机运行一定时间后，制冷设备温度降到预置温度以下时，继电器断开，压缩机停止工作，这时U5＝0，电容C6通过A2和继电器J放电，U6＜U7，A3输出正电压U8，A2截止，重复（1）的过程，保证压缩机在延时时间间隔内不能重新启动。
四、过电压欠电压保护电路：
为一个窗口电压比较电路Ⅷ，当电压高于某一值或低于某一值时均无输出。由分别串联连接的R16、W3、R17和R21、R22、R23、运算放大器A4及R18、R19、R20、二极管D9、D10、电容C8组成。其连接方式是：串联支路R16、W3、R17接在桥式整流电路的正输出端和地之间，串联支路R21、R22、R23接在稳压电路的正输出端和地之间；R19、D9、D10、 R20依次串联，然后并联在R22两端，二极管D9、D10均为正向连接，两二极管之间的接点和W3的滑臂之间接有R18；运算放大器A4的正输入端接D10的负极，负端接D9的正极；A4输出端接二极管D8的正极，D8的负极接运算放大器A2的负输入端。
本过电压欠电压保护电路的原理是：由于稳压电源输出的电压是稳定的，又因R19、R20远大于R21、R22、R23，因此U9、U11两点的电压相对稳定，当电源电压高于某一值时，U10＞U9＞U11，D9截止，D10导通，A4的正端输入接近U10（相差一个二极管的正向压降0.6V），A4输出高电位，此电位通过D8加到A2的负输入端，使A2截止，U5＝0，压缩机停止工作；
当电源电压低于某一值使U10＜U11时，这时U10＜U11＜U9，二极管D9导通，D10截止，这时A4的负输入端接近U10＜U11，A4输出高电位，此电位通过D8加到A2的负输入端，使压缩机停止工作。
而当电源电压在某一范围之内，使U10这点电压在U9和U11之间，即U9＞U10＞U11，这时因A4的负输入端电压高于下端，输出为零，对A2不起作用。
调节R22的值，可调节U9和U11两点的电压宽度，从而调节高低电压的范围，调节可变电阻W3，可调节电压的中间值高低。电容C8和R18组成一个积分电路，可以避免瞬间的过电压或欠电压造成A2的误工作。
五、温区显示单元
温区显示单元由电压讯号比较电路Ⅸ、差动放大电路Ⅹ、显示电路Ⅺ组成，R24、R25、W4依次串联连接，然后并联在稳压电源的输出两端，在R24和R25之间引出供比较的基准电压，接差动放大电路的负输入端，差动放大电路的正输入端接感温元件D5的正端；
差动放大电路由R26、R27、R28、R29、R30、W5和运算放大器B1组成， 其中R26、R27为输入电阻，R29、R30为反馈电阻，在R29和R30之间引出线与地之间接W5，R30和W5构成分流电路，作用是提高差动放大器的放大倍数；
显示电路由运算放大器B2、B3、B4、电阻R31－R38、发光二极管D11－D14组成，R31、R32、R33、R34依次串联连接构成一个串联支路；R38、D11、R36、D12、R35、D13、R37、D14依次串联连接，构成另一串联支路；两串联支路分别并联在稳压电源正负极，其中发光二极管均为正向连接，运算放大器B2、B3、B4的正输入端依次接差动放大器B1的输出端，它们的负输入端依次分别接在R31和R32，R32和R33，R33和R34之间，它们的输出端依次接D13、D12、D11的负极。
本电路的温区 显示原理是，首先调节温度控制单元中的温度预置可变电阻W1，将温度预置在某一温度，例如－12℃，然后调节W4，使B1的输出电压U12＞U13，则B2、B3、B4都有高的正电压输出，这时D11、D12、D13不发光，D14发光显示深冷温区；若温度预置上调，随着温度升高，在某一温度段，U13＞U12，则B2输出为零，B3、B4满输出，这时D11、D12、D14不发光，D13发光显示这一温区；若温度继续上调，至某一温度段，U14＞U12，则B2、B3输出为零，B4满输出，这时D11、D13、D14不发光，D12导通，发光显示这一温区；温度再升高，至某一点，使U12＜U15，则B1、B2、B3输出均为零，这时D12、D13、D14不发光，只有D11发光，显示高温区段。
图一是本实用新型的一个具体实施电路图，其中A1、A2、A3、A4和B1、B2、B3、B4采用两块四运算放大集成块F324。
图二是上述实施电路的元器件布置图，
本电子温度控制器与现有制冷设备所用温度控制器相比，具有 功能齐全，调温范围宽，性能可靠等优点，同时由于采用通用的集成电路元件，因此结构简单，调试容易，成本低廉。适用于包括空调、冷库、冰柜在内的各种制冷设备的温度调节和控制。
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