專利名稱：全自動空調(diào)(冰箱)保護器的制作方法
技術領域：
全自動空調(diào)(冰箱)保護器屬電工技術。
專利號為CN88211180－9的《BHQ－02全自動電冰箱保護器》，在帶負載的情況下，壓縮機將發(fā)生啟動又停止，再啟動再停止的經(jīng)過好幾次反復才能正常工作的現(xiàn)象。即延時時間到了后，繼電器吸合，冰箱(空調(diào))壓縮機工作，但壓縮機剛啟動，保護器的繼電器釋放，壓縮機又停止工作，剛停止工作，壓縮機又啟動來回反復，一般要反復幾次才能正常工作。這種現(xiàn)象對壓縮機不但沒有起到保護作用，反而相當有害。這是因為這種保護器所采用的電容降壓，當繼電器線圈中無電流時，整流濾波后的電壓為穩(wěn)壓管2CW116的穩(wěn)壓值，當電阻5.1M和電容100μF組成的延時電路，電容上的電壓逐漸上升到約高于基準電壓7.5V時，IC4翻轉，繼電器吸合，但由于繼電器的吸合濾波后的電壓下降很利害，無法保持穩(wěn)壓管2CW116的穩(wěn)壓值，這時延時電容電壓會有所下降，但因基準電壓7.5V穩(wěn)壓管的降壓電阻4.7K用得太大，引起基準電壓也有所下降，使電路在不帶負載時能免強穩(wěn)定。但若帶上負載，在繼電器吸合的一瞬間，觸點上有火花產(chǎn)生，加上負載為感性負載，火花的干擾以及電感負載的反電勢會使取樣電路及其它電路受到脈沖干擾，使繼電器無法吸合，吸了放，放了吸，只有當繼電器觸點閉合的瞬間若正好是交流電壓過零附近觸點無火花時，吸合后才會不釋放。而且，這種保護器線路復雜。
本發(fā)明的目的是提供一種有效、可靠、抗干擾能力強，功能更全、且線路簡單、成本低的全自動空調(diào)(冰箱)保護器。
本發(fā)明的保護器包括全波整流電路，欠壓，過壓比較電路和延時電路所組成的基本電路以及關機識別電路，過流保護電路和溫控電路四部分組成。
本發(fā)明的技術方案，結合以下附圖作進一步敘述。
附

圖1、為保護器基本原理總線路圖。
附圖2、JZB－1型空調(diào)保護器線路。
附圖3、JZB－2型空調(diào)保護器線路。
附圖4、JZA－3型冰箱保護器線路。
附圖1中第(1)個虛線框內(nèi)為基本電路部分，它由整流濾波電路，欠壓，過壓比較電路和延時電路所組成。分別敘述如下1、整流濾波電路整流濾波電路是采用電容降壓全波整流。圖中的電阻R1一般用200Ω左右，功率必須大于1／2W。其作用是起限流作用，以免在接通電源的瞬間沖擊電流過大。而燒壞穩(wěn)壓管DW1。電阻R29用以迅速消除停電后電容C1上的電荷。穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓值由繼電器J1的工作電壓值來確定，其功率應大于1W。電容C2為濾波電容，其容量為100μF，耐壓值應大于穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓值。
2、欠壓、過壓比較器一般保護器的欠壓、過壓比較器，必須用二個比較器(或運放)才能完成，而本電路僅用一個運放塊和一個取樣電路完成欠壓與過壓兩次比較。取樣電壓從電阻R3、R4串聯(lián)電路的R4上取得，取樣電壓的整流平滑由二極管D6、電容C3和電阻R5組成，穩(wěn)壓管DW2與DW3為比較電路的兩個基準電壓，DW3的穩(wěn)壓值必須高于DW2的穩(wěn)壓值，若DW1選24V，則DW2可選用7.5V，DW3選用8.2V。若DW1選用12V，DW2可選用4.3V，DW3則選用5.1V。
本電路的基本原理是，用調(diào)壓器使輸入端電壓為180V，運放塊IC1同相端A點電壓略為6.8伏(DW2穩(wěn)壓值為7.5伏)即A點電壓＝7.5V－0.7V。調(diào)節(jié)電阻R4，使B點電壓略高于A點電壓，由于DW3的穩(wěn)壓值為8.2伏，尚未導通，故B′點的電位與B點的電位相同，運放塊IC1輸出端C點由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｓ谜{(diào)壓器逐漸升高輸入端電壓(A點電壓不變)，B點電壓隨著輸入端電壓的升高而升高，當B點電壓升至7.5V時，A點電壓和B′點電壓都隨著B點電壓升高而升高。A點電壓隨輸入電壓的增大作線性增大，而B′點電壓由于DW3穩(wěn)壓的作用，而是隨輸入電壓的增大作非線性增大(速率減慢)。調(diào)節(jié)電阻R7可改變過壓點，R7值減小，過壓點降低，反之升高。即輸入電壓高于過壓點電壓時(A點電壓高于B′點電壓)，運放塊IC1輸出端C點電壓由低電平變?yōu)楦唠娖健?br> 三極管BG1為反相器，即C點電壓與E點電壓成非關系(C＝E)，如果將A點與IC1的負端相接，B′點與IC1的正端相接，則在IC1與IC2之間就不需加接反相器。但必須考慮在欠壓點與過壓點要能獲得一定的回差。實踐證明，空調(diào)或冰箱保護器在過壓、欠壓點應有不小于3伏的回差比較好。特別是空調(diào)機，因為空調(diào)電流比較大，若線路條件不好，且電網(wǎng)電壓正好在欠壓點附近時就會出現(xiàn)空調(diào)機啟動后又停，延時后又啟動的情況，若有一定的回差，使保護器欠壓啟動的電壓高于欠壓釋放電壓，過壓釋放電壓高于過壓啟動電壓，就可避免上述情況的發(fā)生。一旦啟動就能較好地穩(wěn)定下來，又可避免在欠壓點或過壓點因電壓的少量擺動而引起空調(diào)機(或冰箱)發(fā)生上述情況。二極管D8和電阻R8串聯(lián)再與IC1并聯(lián)的支路，就是為了能使電路能產(chǎn)生回差，回差的大小可調(diào)整R8的阻值。
3、延時電路本延時電路如附圖1第(1)虛線框內(nèi)右邊的電路圖所示。其基本組成部分是在運放塊IC2的正端E與輸出端F之間跨接二極管D9，負端G與輸出端F之間跨接由二極管D10與電阻R13串聯(lián)的充電電路，穩(wěn)壓管DW4，電容C4，電阻R12三者并聯(lián)后，一端接IC2負端G，另一端接于電容C5和繼電器J1的公共點。本電路的延時作用是發(fā)生在斷電后，而不是發(fā)生在供電后。這樣，只要斷電時間超過保護器的延時時間，再次供電，空調(diào)機(或冰箱)便能立即啟動。其基本工作原理是，啟始時，G點電位為零，當供電電壓，正常時(180V－240V)，即C點電位為低電平，D點為高電平(為DW1的穩(wěn)壓值)，經(jīng)電阻R11、二極管D9與F點相接，F(xiàn)點此時為零，E點電壓約為0.7伏，因E點高于G點電位，使F點電位上升，F(xiàn)點電位上升反過來使E點電位也上升(因為此時D點電位為高電平)，經(jīng)二極管D10與電阻R13向電容C4充電。G點電位也跟著上升，關鍵是E點電位上升速度比G點快，且穩(wěn)定后E點電壓比G點高，G點的終止電壓值為穩(wěn)壓管DW4的穩(wěn)壓值。F點電位上升到繼電器J1吸合，空調(diào)機開始工作。若出現(xiàn)斷電后立即供電。電路進入延時狀態(tài)。因為瞬間停電在啟始時，IC2負端為高電平(DW4的穩(wěn)壓值)，F(xiàn)點必為低電平，E點(IC2正端)被鉗在0.7伏，只有當電容C4二端電壓值經(jīng)電阻R12放電到低于0.7伏時，電路立即翻轉，繼電器J1吸合，空調(diào)機又工作，延時時間由C4、R12的時間常數(shù)決定。
G點電位不宜太高，一般為 1/2 E點的電位，以便提高電路的抗干擾能力。增大R13可降低G點電位，但R13太大會延長C4的充電時間，供電后，很快斷電會發(fā)生延時不足的現(xiàn)象，因此在電容C4兩端并接穩(wěn)壓管DW4，既可降低G點電位，又可大大縮短G點電位達到穩(wěn)定值所需時間。
二、關機識別電路附圖1第(2)虛線框內(nèi)為關機識別電路，它的作用是當空調(diào)機關機后，裝在外面的保護器雖供電未斷，但能使保護器輸出斷電延時，不到延時時間，空調(diào)機開不了機，從而避免因誤操作而引起壓縮機的損壞。
關機識別電路的關鍵在于控制J點的電位。當延時電路中的F點為高電平，繼電器J1吸合，空調(diào)機啟動后IC3的輸出端J點為高電平。當關閉空調(diào)機時，J點電位由高電平突變?yōu)榈碗娖?，電容C7的充電電流流過電阻R11的充電瞬間使E點電位突變?yōu)榈碗娖?低于G點電位)致使F點電位由高電平變?yōu)榈碗娖?，使繼電器J1釋放，空調(diào)機停機，電路進入延時狀態(tài)。若需再開啟空調(diào)機，必須待延時狀態(tài)結束，從而保護了壓縮機。
變壓器T1初級線圈是串接在供電電路的零線回路中，空調(diào)機工作時，T1初級就有電流流過，使次級線圈有感應電壓。此50周的感應電壓經(jīng)二極管D11、電容C6和電位器W1組成半波整流及濾波電路獲得直流電壓經(jīng)R15加至運放塊IC3的同相端H點，其電壓大小取決于T1初級電流大小。IC3的反相端I點加有取自穩(wěn)壓管DW2經(jīng)電阻R16、R17分壓的固定電壓。因此當T1初級無電流時，J點為低電平，也就是電容C7相當于接地，并不影響延時電路進入工作狀態(tài)。當空調(diào)機開機時，H點電位高于I點電位，J點電位由低電平變?yōu)楦唠娖剑挥绊懷訒r電路的工作狀態(tài)。當關閉空調(diào)機時T1初級線圈無電流，J點電位由高電平變?yōu)榈碗娖?，電容C7的充電電流使E點電位瞬間突變?yōu)榈碗娖剑率寡訒r電路由工作狀態(tài)轉為延時狀態(tài)。
電容C7的另一個作用是，可以提高因繼電器J1吸合時產(chǎn)生瞬時火花干擾而引起延時電路中D點電位的瞬時下跌。若無此電容。延時電路中E點電位必然隨D點電位下降，致使IC2進入延時狀態(tài)，繼電器J1釋放，延時結束，J1又吸合，又因火花干擾而又使電路進入延時狀態(tài)。因C7的存在，當D點電位瞬時下跌時，E點電位可以不立即下跌，因而避免了火花干擾引起電路的不穩(wěn)定。
使用空調(diào)機一般先開風機，然后再開壓縮機致冷。但有時只開風機使室內(nèi)空氣流通，不需開壓縮機致冷。開關風機無需延時(調(diào)整R17使I點電位高于開風機后的H點電位)，若無電阻R15，電容C8則會因風機的啟動電流較大使H點電位瞬間高于I點電位，J點出現(xiàn)瞬間高電平又降為低電平，使電路進入延時狀態(tài)。由電阻R15電容C8組成的延時電路，可以避免開風機后電路轉入延時狀態(tài)(風機和壓縮機一起接通可無此現(xiàn)象)。延時時間一般為3秒，可調(diào)整R15、C8參數(shù)。二極管D12的作用是關閉空調(diào)后使C8很快放電，則J點電位很快變?yōu)榈碗娖?，使電路迅速進入延時狀態(tài)。
三、過流保護電路附圖1第(3)虛線框內(nèi)為過流保護電路?，F(xiàn)有的空調(diào)機(或冰箱)中都裝有過流保護裝置。但這些裝置的原理是當壓縮機因電流過大引起壓縮機發(fā)熱，使熱接點斷開后切斷電源。一般需過流一分鐘才能使熱接點斷開。
本發(fā)明的過流保護電路是采用電子控制，反應靈敏，速度快，過流時間超過10秒鐘(可調(diào))，不待壓縮機發(fā)熱，就可切斷電源，并能自鎖。它的工作原理是，保護器供電后，取自穩(wěn)壓管DW2(7.5V)的電壓，同時加至運放塊IC4的反相端L點和同相端K點，因二極管D13和電容C9的存在，使起始狀態(tài)的K點電位高于L點電位，M點為高電平(穩(wěn)定后K點電位高于L點0.7伏)，因M點為高電平對IC2延時電路無影響，LED1發(fā)光管不亮，空調(diào)機開機后，T1初級有電流(窗式空調(diào)一般為7安培)，調(diào)節(jié)電位器W1使N點電位仍為開機前電位。若空調(diào)機壓縮機電流增大，N點電位增高，經(jīng)電阻R21電容C9延時，L點電位也增高，若高于K點電位，則IC4翻轉，M點由高電平降至低電平，并使K點電位下降，鉗在高于M點0.7伏。M點為低電平，F(xiàn)點和E點都同時被鉗在低電平，繼電器J1釋放，空調(diào)機停機?？照{(diào)機停機后，雖變壓器T1初級電流為零。因IC4的L點電位仍高于K點，M點電位仍為低電平，LED1發(fā)光管亮(自鎖)，從而避免了因過流而引起的空調(diào)機停止又啟動的重復現(xiàn)象。只有將保護器的供電切斷，自鎖狀態(tài)消除，若仍然過流，說明空調(diào)機內(nèi)部有故障。
電阻R21，電容C9延時，是用來防止因壓縮機啟動電流大，而引起過流保護電路的誤動作。調(diào)節(jié)R21、C9時間常數(shù)使延時10秒。穩(wěn)壓管DW7的作用在于提供工作基準電壓，以保持電路的穩(wěn)定性，在IC4的同相端K與輸出端M之間跨接二極管D14的作用在于過流后鎖定M點的電位為低電位。
四、溫控電路附圖1的第(4)虛線框內(nèi)為溫控電路實施圖。本溫控電路僅用一個熱敏電阻作為傳感元件，在一定的溫度范圍內(nèi)能控制保護器的繼電器J1不吸合，使空調(diào)機停機。受控范圍可調(diào)整在15℃－28℃，就是說冬天室溫低于15℃空調(diào)能開啟，夏天室溫高于28℃以上，空調(diào)機能開啟。因此溫控電路能自動控制空調(diào)機開機和停機，對節(jié)約能源能起到積極作用。
溫控電路的工作原理與欠壓、過壓控制電路類似。圖中的Rt1為熱敏電阻，其阻值一般應選大一些(如3K)，可以減小該支路的分流。調(diào)整電阻R25使室溫在15℃時，R點電位高于Q點電位，S點為低電平，使欠壓、過壓控制電路中的B′點為低電平。使繼電器J1釋放，空調(diào)機停機。若室溫上升到28℃，調(diào)整電阻R26使Q點電位高于R點電位，S點電位為高電平，B′點電位恢復到正常電位，繼電器J1吸合，空調(diào)工作。
調(diào)節(jié)電阻R28，可調(diào)節(jié)回差值。P點電位是隨溫度升高而升高，若熱敏電阻Rt1用正溫系數(shù)的，因其阻值隨溫度升高而升高，則必須將Rt1的位置與R25互換。電容C10用以保證供電瞬間S點電位為高電平。
下面再介紹幾種保護器線路實施例。
附圖2的保護器線路圖因為無關機識別電路，因此適合將本保護器裝入空調(diào)機內(nèi)部。其它與附圖1完全相同。
附圖3的保護器線路圖與附圖2相反，它是適用于將保護器裝在空調(diào)機外部的保護器，它僅用一塊LM324器運放。若需增加過流保護電路，則需另加一個運放或加一個3CG類型的三極管代替IC2反相器。
附圖4這種保護器線路是四功能電冰箱的保護器，它僅用一塊LM324器運放。
綜合以上所述，本發(fā)明的空調(diào)(冰箱)保護器具有以下功能1、停電后延時接通電源。停電時間大于保護器的延時時間能立即開啟空調(diào)機。若停電時間小于保護器延時時間，則空調(diào)機開機后等待時間為保護器延時時間減去停電時間。所以開空調(diào)機一般不延時。
2、欠壓、過壓時能迅速可靠地切斷電源。
3、室溫在15℃－28℃范圍內(nèi)能控制空調(diào)機不能啟動工作，對節(jié)約能源起到積極作用。
4、當空調(diào)機(冰箱)過流時，能迅速可靠地切斷電源，且能自鎖。
5、本保護器具有關機識別功能。當關掉空調(diào)機時，保護器能自動斷電延時，達到保護器延時時間后，保護器才有輸出，空調(diào)機才能開啟，從而避免因誤操作而引起壓縮機的損壞。本保護器可作為單獨產(chǎn)品，對空調(diào)機無需進行改裝。
權利要求1.一種全自動空調(diào)與冰箱保護器包括整流濾波電路、欠壓、過壓比較電路、過流保護電路、溫控電路，其特征在于還包括延時電路和關機識別電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的保護器其特征在于欠壓、過壓比較電路僅用一個運放塊和一個取樣電路來完成欠壓和過壓的兩次比較，取樣電壓從電阻R3、R4串聯(lián)電路的R4上獲得；由二極管D6、電容C3和電阻R5組成取樣電壓的整流平滑電路；穩(wěn)壓管DW2與DW3為比較器的基準電壓，且DW3的穩(wěn)壓值必須大于DW2的穩(wěn)壓值；回差電路是跨接在運放塊IC1正端A與輸出端C之間的由二極管D8與電阻R8串聯(lián)的支路。
3.根據(jù)權利要求1所述的保護器其特征是延時電路的延時作用是發(fā)生在斷電后，而不是發(fā)生在供電后，其基本電路是在運放塊IC2的正端E與輸出端F之間跨接二極管D9；負端G與輸出端F之間跨接由二極管D10與電阻R13串聯(lián)對電容C4的充電電路；穩(wěn)壓管DW4、電容C4、電阻R12三者并聯(lián)后的一端接于IC2負端G，另一端接于電容C5與繼電器J1的公共點；延時電壓的獲得是通過F點的高電位，經(jīng)二極管D10與電阻R13對電容C4充電得到，延時時間由電容C4和電阻R12的時間常數(shù)決定。
4.根據(jù)權利要求1所述的保護器其特征是關機識別電路的變壓器T1初級線圈串接在供電電路的零線回路中；運放塊IC3同相端H的直流電壓由變壓器T1次級線圈的感應電壓經(jīng)二極管D11、電容C6和電位器W1及電容C8整流濾波后獲得，運放塊IC3的反相端I點的電壓取自穩(wěn)壓管DW2，經(jīng)電阻R16、R17分壓后的固定電壓值；電容C7接于關機識別電路中運放塊輸出端J與延時電路中的E點之間，以保證關機后延時電路進入延時狀態(tài)和提高抗火花干擾的能力。
5.根據(jù)權利要求1所述的保護器其特征是過流保護電路采用反應靈敏，過流斷電快，且能自鎖的電子控制，其基本電路是取自穩(wěn)壓管DW2的穩(wěn)壓值經(jīng)電阻R18、R19加至運放塊IC4的同相端K，同時又將此穩(wěn)壓值經(jīng)電阻R18、二極管D13和電阻R21加至IC4的反相端L，而電阻R21又與電容C9組成延時電路接于IC4反相端L，在IC4的同相端K與輸出端M之間跨接二極管D14，以保證發(fā)生過流后，鎖定M點為低電平，使電路穩(wěn)定可靠，在電路跨接穩(wěn)壓管DW7以保持電路的穩(wěn)定性。
6.根據(jù)權利要求1所述的保護器其特征在于溫控電路僅采用一個熱敏電阻Rt1作傳感元件和一個比較器；在比較器IC5的同相端Q與輸出端S之間跨接由二極管D18與電阻R28串聯(lián)的支路，以獲得回差。
專利摘要屬電工技術領域的全自動空調(diào)(冰箱)保護器包括整流濾波電路、欠壓、過壓比較電路、延時電路、關機識別電路、過流保護電路、溫控電路。具有停電后延時，欠壓、過壓切斷電源，過流保護、關機識別、溫控等功能。工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，且線路簡單、新穎、成本低。適用于各種型號各種類型的空調(diào)機和電冰箱。
文檔編號H02H3/20GK2059279SQ89205048
公開日1990年7月11日 申請日期1989年5月2日 優(yōu)先權日1989年5月2日
發(fā)明者王志華 申請人:南京鐘航電子技術開發(fā)公司