冰箱电脑板培训教材

培训内容：
1、冰箱常用知识介绍
2、冰箱系统工作原理及控制原理
3、冰箱电脑板基本控制电路
4、冰箱电脑板设计经验总结
2004年10月06日
一、冰箱常用知识介绍:
1、电冰箱的分类
1。

1按用途分类
冷藏箱、冷冻箱、冷藏冷冻箱、多温区箱。

如海尔“007”系列冰箱为冷藏箱、冷冻箱、软冷冻箱的组合。

1.2按形体特征分类
单门、双门或多门。

1.3按制冷方式分类
2004年10月06日
蒸汽压缩式、吸收式、半导体式。

蒸汽压缩制冷式利用制冷剂在系统中蒸发时大量吸收箱内的热量,达到制冷的目的。

电动压缩机式冰箱的制冷效果好，制造工艺成熟，使用寿命可达15年以上。

几乎所有的家用冰箱都采用此制冷方式
吸收式冰箱采用“连续吸收—扩散式制冷系统",不使用电力，而是有天然气、煤气甚至太阳能为热源，就能连续的制冷。

这种冰箱适合在沙漠、油气田等特殊场合使用。

半导体式冰箱是利用半导体的电温差效应制冷的。

这种冰箱制造方便，工作无噪声，但需要直流电源,且制冷效率低,适合在汽车、实验室等处使用。

1.4按冷却方式分类
直冷式、间冷式（风冷）.
直冷式冰箱的冷冻箱由蒸发器直接围成，食品放在里面，蒸发器直接吸取食品的热量进行冷却降温，所以叫做“直冷室”.
间冷室电冰箱的蒸发器装于箱内夹层中，为了使蒸发器能迅速吸收热量（制冷)，电冰箱里装了小风扇，把被蒸发器吸收了热量的冷风吹入冷冻室或冷藏室，形成强迫对流循环，使食品被冷却。

因食品不与蒸发器接触,是间接冷却的,所以成为间冷或风冷。

1.5按温度控制方法
机械温控、电脑温控.
智能电子生产冰箱板均为电脑温控.
2、如何从铭牌认识冰箱
电冰箱产品的铭牌标识了冰箱的重要的使用参数，一般置于箱体背后的醒目处，或附在其使用说明书中。

海尔电冰箱的铭牌见表1
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铭牌各项含义如下：
1）型号：
表明这是有冷藏、冷冻功能的家用电冰箱，有效容积为181L，此型号为原设计改进后的C型产品。

有的产品将该产品的特殊功能用简单字母在型号中标识。

如BCD232BBF,第2个B表示变频功能，F表示负离子功能。

日常生活中，说到电冰箱的规格首先注意的是它的大小，电冰箱的大小按容积划分，以“升“为单位。

根据国家规定，电冰箱的规格应采用有效容积表示，而不是采用标称容积。

2）气候类型：ST型，表明此电冰箱适合在亚热带地域使用,允许的气候环境是10℃~38℃。

根据国际标准规定，不同气候类型的电冰箱代号与适用环境温度范围如下:
SN 代表亚温带型,适用温度为10℃~32℃
N 代表温带型，适用温度为16℃～32℃
ST 代表亚热带型，适用温度为18℃~38℃
T 代表热带型，适用温度为18℃～43℃
当环境温度超出规定范围时,电冰箱不能达到规定的冷却性能指标。

例如，一台亚温带型的家用电冰箱，只有在10℃~32℃的环境温度范围内性能指标才符合要求。

它在低于10℃的环境温度中,会出现停机时间过长、冷冻能力下降的现象，而在高于32℃时会出现开机时间过长甚至不停机的现象。

企业不同，气候类型有不同的温度范围标准。

3）防触电保护类别
标注“I”类,说明该电冰箱带电体与人体可能接触的金属外壳间有较高的耐电压水平及较高的绝缘电阻,但这并不表明此电冰箱使用时可以免去接地。

4）星级标志（温度等级）
在电冰箱用“星标”来形象的表示它的制冷能力。

通常用其冷冻室能达到的最低温度来区分。

通常一个星标级别,代表—6℃的温度差别.不同星级电冰箱冷冻室温度级别见表2
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5）有效容积
分别标注了总有效容积(181L）和冷冻室容积（72L）、冷藏室容积（109L）。

6）额定电压、额定频率
国家标准规定，居民生活供电网单相交流额定电压220V,使用电源电压值允差为+10%，额定频率为50HZ.
7）输入功率
输入功率120W，主要是指压缩机消耗功率。

8）耗电量
耗电量1.2kW˙h/24h，是在规定试验条件下的指标.
9）制冷剂
标注字母“h”表明这台电冰箱使用的是"无氟“制冷剂。

后面标注的数量是制冷剂灌注量。

10）冷冻能力
电冰箱的冷冻能力与耗电量有关，标注的冷冻能力是冷冻室在星级规定实验条件下24h能冻结的水重量。

由于受环境条件的影响，这一指标并非使用中的实际指标。

11）外形尺寸
标注数字分别表示电冰箱箱体的宽（正面）、深（侧面）、高尺寸。

二、冰箱系统工作原理及控制原理
1、制冷的基本原理
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压缩机
冷凝器吸热
蒸发器
放热
低压区
高压区
毛细管
如上图所示，整个制冷系统由压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器等组成一个封闭的管路，连接这几部分的管路中充有制冷剂。

制冷系统的基本工作原理和制冷剂的循环过程如下所述。

压缩机吸入蒸发器内吸了热气化的制冷剂蒸汽，，将其由低温低压状态压缩为高温高压气体送至冷凝器。

高温高压制冷剂在冷凝器中散热后液化，热量通过周围的空气散发，此时制冷剂温度和压力仍很高.在压缩机的推动下，液态制冷剂经过毛细管时被节流，然后进入蒸发器，由于体积突然加大，不仅压力骤减，而且温度也急剧降低。

此时处于低温低压液态的制冷剂极易吸收存放在蒸发器周边电冰箱内的物品的热量，而制冷剂本身在吸热的过程中便由液态变为气态，成为低温低压的气体，最后被压缩机吸入，并再次被压缩成高温高压气体，进入下一个循环。

3、电气系统的基本结构和工作原理（定频压机）
如下图所示，整机电路由温度控制器、启动继电器、热保护器、压缩机组成了压机控制部分,门开关和照明灯组成了箱内照明电路。

2004年10月06日
2004年10月06日
电冰箱上电后，压机的运行绕组和启动继电器线圈通过热保护器、温度控制器构成通路，电路中出现很大的瞬间电流，使启动继电器工作，常开触点吸合，使压缩机的启动绕组有电流通过,电机转动。

电机启动后，电路中的电流减小。

当通过启动继电器的电流下降到一定值,常开触点断开,电机启动绕组断电，电机进入正常运转。

电路中压缩机启动绕组串联一个启动电容以增大电机的启动转矩，改进启动性能。

门开关
照明灯
温控器
热保护器
运行绕组
启动绕组
压缩机
启动继电器
启动电容器
4、电子式温控器的控制原理和功能
根据设定于MCU 中的控制方法自动控制电冰箱压缩机的开、停，即在电冰箱内温度降低到预定值后，自动停止压缩机，而在电冰箱内温度回升时，又启动压缩机制冷，以使电冰箱内的温度保持在给定范围内。

由于MCU 的可编程和复杂性,因此电子温控制器不仅可实现压机控制，而且将其他负载控制、安全运行控制、显示控制等集于一身，实现人工智慧控制，具有机械温控器所无法比拟的强大功能.
海尔电子式冰箱的温控器可实现如下功能（以白马王子8BSV 为例） 1）温度设置与控制
1. 1冷藏温度设置，可在2—10档选择设置 1.
2 —7℃室温度设置，可在—3—-18档选择设置 1。

3冷冻温度设置，可在-16--26档选择设置
1.4具体控制参数,如下表所示
2）温度保护功能
3）人工智慧功能
人工智慧状态下,压机的运行根据环境温度可调。

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4）速冻控制
5）显示控制
6）掉电记忆功能
7）延时保护功能
8）超温报警功能
9）时间设置功能
10）传感器故障处理
11）变频控制
12）离子发生器控制
13）其他控制
三、冰箱电脑板常用控制电路
1、电源电路
1.1、+5V电源电路（常用于LED、LCD显示等）
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1。

2、+5V和-30V电源电路(常用于VFD显示）
1.3、不隔离式小型开关电源
a.5W, +15V和+5V输出,viper12
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b.5W，+15V 和+5V，+3.3V输出,LNK306
2、显示驱动电路
2.1 LED驱动,一般采用I/O直接输出和用164或595进行I/O扩展相结合的方式
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2。

2 LCD驱动
2。

2。

1MCU直接驱动
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2.2.2MCU+LCD DRIVER驱动
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2.3 VFD驱动
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四、冰箱电脑板设计经验总结
1、VFD黑屏控制
在16315使用手册中有如下一条命令控制字
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（4）Display control commands
b3--————----———Turns on/off display。

0 : Display off （Key scan continues ）
1 : Display on
b2，b1，b0-—--—Dimming quantity settings
000 ：Set pulse width to 1/16.
001 : Set pulse width to 2/16.
010 ：Set pulse width to 4/16.
011 ：Set pulse width to 10/16。

100 ：Set pulse width to 11/16。

101 ：Set pulse width to 12/16。

110 : Set pulse width to 13/16.
111 ：Set pulse width to 14/16.
由于省电要求，冰箱控制中常要求VFD在一定时间后黑屏。

若采用手册中黑屏指令，则实际应用中发现，VFD黑屏后由于干扰存在,16315工作异常，按键检测不到，而导致无法恢复显示状态。

因此建议若功能要求黑屏控制,可将B2,B1,B0设定为000，不使用Display off。

或者增加切断灯丝电压电路，进行硬件关断。

2、VFD闪烁现象的原因分析及解决
冰箱飞天王子的VFD外形采用了窄长条设计,灯丝很长，在实际批量生产中出现部分VFD屏轻微闪烁的现象.后经过分析、实验验证，发现将16315手册中OSC脚推荐电路参数由82K更改为56K，有效解决了闪烁现象。

闪烁现象是由于VFD灯丝振动造成的。

当栅极、阳极的驱动频率与灯丝电源的频率相等或接近整数倍时，灯丝因外力而振动时，因电极间尺寸的细微变化，及栅极、阳极驱动信号的相互作用，也会形成闪烁的现象与灯丝的固有频率相近、相等或接近整数倍时，灯丝因外力而振动时，因电极间尺寸的细微变化，及栅极、阳极驱动信号的相互作用，会形成亮度闪烁的现象。

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通过减小OSC电阻，增大栅极、阳极的驱动频率，使之与灯丝频率错开较大值，以避免出现该现象.
3、过零检测电路应用
冰箱控制板曾使用如下参数过零检测电路,检测220V交流过零点.
初始设计中,滤波电容参数为102,整流二极管为4007。

批量使用中发现,该电路相位检测出现错误，而导致控制异常。

经检查发现，由于4007反向恢复时间过长,102滤波电容无法滤除其干扰。

若将4007更换为快速二极管或将102瓷片电容更改为104电容均可得到完美的检测波形。

4、对MCU的EOS防护处理
冰箱白马王子使用三星FLASH版MCU，型号为S3F9454，批量使用中出现大量程序被破坏或芯片击穿现象.此型号以前批量使用于LCD、LED显示产品上未发现任何异常.经三星解剖分析，结合实际电路，确认该芯片为EOS因素导致破坏.
主要通过对硬件电路进行以下两方面改进，问题得到有效解决.
a.高压检测口的限位由1N4148更改为增加三极管隔离电路
2004年10月06日
更改前电路
更改后电路
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b。

+5V与GND，+5V与—20V之间增加高压泻放回路
更改前
更改后,增加DZ2（5.6V稳压二极管）,R43（5.1K碳膜电阻）
2004年10月06日
5、MCU上电程序处理
a.现象描述
冰箱控制板8K由显示板、主控板(均有单片机)两块组成。

前期使用科技公司方案，后期切换使用清华紫光方案.两种方案通讯协议一致。

切换过程中（即事业部现场两种方案控制板混用)。

出现如下现象：紫光显示板配紫光主控板，只有背光亮，LCD不显示，压机不启动；科技公司显示板配紫光主控板，冰箱能正常工作；紫光显示板配科技公司主控板，冰箱能正常工作.
b。

分析过程
通过比较紫光显示板＋紫光主控板和科技公司显示板＋紫光主控板的工作波形，发现如下现象：
1．主控板MCU上电复位时间较长。

2．紫光显示板MCU上电复位时间很短.
3．紫光显示板MCU上电复位后，立即发送数据。

4．科技显示板MCU上电复位后，不发送数据。

直到收到主控板MCU的数据后，才发送数据.
以上两种显示板上电后，对主控板MCU工作造成的差异为：与科技公司显示板配对使用时，主控板MCU工作稳定后，开始接收数据;与紫光显示板配对使用时，可能在主控板MCU初始化期间，就收到控制数据，主控板MCU可能在部分数据初始化没有完成的情况下,开始接收数据.
仔细检查主控板MCU软件后，发现程序在初始化部分存在一个缺陷.串行数据接收程序部分的一个寄存器赋值语句，没有放在初始化程序中，而是在主循环中。

正是由于此赋值语句的顺序问题，造成了少量主控板MCU配接紫光显示板时，工作不正常的情况.
与科技公司显示板配对使用时，主控板MCU工作稳定、寄存器赋值后，开始接收数据。

因此，主控板可以可靠地工作。

与紫光显示板配对使用时,显示板发送数据较快。

由于主控板MCU上电复位时间的离散性,少量复位时间比较长的主控板未及时对寄存器赋值，就开始接收数据。

因此，造成部分主控板与紫光显示板配对使用时工作异常。

c.解决措施:
将串行数据接收程序部分的一个寄存器赋值语句,移到初始化程序开始处。

2004年10月06日
2004年10月06日。