电冰箱温控器改进设计word文档

前言

前几年电冰箱温度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的，温度调节完全依靠压缩机的开停来控制.但是冰箱内的温度受诸多因素的影响，如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量等.因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制，既难以建立一个标准的数学模型，也无法用传统的PID调节来实现.

现在电冰箱是家庭中主要耗电的家用电器,为此们对家用电冰箱的控制功能越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求。多功能，智能化是其发展方向之一，传统的机器控制，简单的电子控制已经难以满足发展的要求。而采用单片机温度控制系统，不仅可以大大缩短设计新产品的时间，同时只要增加少许外围器件在软件设计方面就能实现功能的扩展，以及智能化方面的提高，因此可最大限度地节约成本。

在未来几年，由于单片机的嵌入，不仅仅可以缩短设计新产品的时间，同时只要增加少许外围器件在软件设计方面就能实现功能的扩展，以及智能化方面的提高，因此可最大限度地节约成本。满足广大群众的需求。一代一代新产品的更新。

1 概论

随着科技的发展，电冰箱的的功能越来越不能满足人类的需求，我们应该熟悉电冰箱的基本结构，工作原理，以及更好的为电冰箱的开研垫下良好的基础，让人们更加受益。

1.1 电冰箱的系统组成

电冰箱应具有制冷、保温和控制三项基本功能。

为实现这三项基本功能，电动式压缩机电冰箱主要由箱体、制冷系统和控制系统三部分组成。其中箱体的机构组成部件，制冷系统是电冰箱的心脏部件，控制系统是电冰箱的指挥部件。

箱体

箱体、门体根据不同的温度要求组成若干间室，与外界空气隔绝并分别保持一定低温。箱体、门体由箱壳、箱胆、门壳、门胆等结构件和绝热材料组成。制冷系统

电冰箱的制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、和蒸发器组成，制冷系统利用制冷剂的循环进行热交换，将冰箱内的热量转移到冰箱外的空气中去，达到使冰箱内降温的目的。

控制系统

电冰箱控制系统的主要作用是：根据使用的要求，自动控制电冰箱的启动和停止，调节制冷的流量，并对电冰箱及电气设备执行自动保护，以防止发生事故。此外，还实现最佳控制，降低功耗，以提高电冰箱运行的经济性。

电冰箱的制冷原理

液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为“液体汽化吸热”，电冰箱就是利用了液体汽化的过程中需要吸热的原理来制冷的。

蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器组成,用管道将它们连接成一个密封系统.制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换,吸收被冷却对象的热量并气化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出.压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器,被常温的冷却水或空气冷却,凝结成高压液体.高压液体流经膨胀阀时节流,变成低压低温的气液两相混合物,进入蒸发器,其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入,如此周而复始，不断循环.。

直冷式双门电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启停，使冰箱内的温度保持在设定温度范围内。冷冻室用于冷冻食品通常用于冷冻的温度为－3°C～－15°C,冷藏室用于相对于冷冻室较高的温度下存放食品，要求有一定的保鲜作用，不能冻伤食品，温度一般为0°C～10°C，当测得冷冷冻室温度高至－3°C～0°C时或者是冷冻室温度高至10°C～13°C是启动压缩机制冷，当冷冻室温度低于－15°C～－18°C或都冷藏室温度低于0°C～－3°C 时停止制冷，关断压缩机。采用单片机控制，可以使控制更为准确、灵活。

图1-1 电冰箱制冷系统的结构图

上图为双门电冰箱常见的制冷系统结构图，我们因此以图1-1为例简略介绍一下制冷循环的路径。当压缩机启动时，制冷剂经过冷凝器（蒸发管）→左冷凝器→门防露管→右冷凝器→干燥器→毛细管→下（副）蒸发器→上（主）蒸发器→被压缩机吸回，即完成一个单回路循环。

1.2 工作原理：

根据冷藏室和冷冻室的温度情况决定是否开压缩机，若冷藏室的温度过高，则打开电磁冷门V1,关闭阀门V2，V3，同时打开压缩机，产生高温高压过热蒸气，经过冷凝器冷凝，干燥过滤器干燥，毛细节流管降压后，在蒸发器汽化制冷，产生低温低压的干燥气体。经过电磁阀门V1 流入冷藏室，使冷藏的温度迅速降低，当温度达到要求时关闭压缩机，同时关闭电磁阀门V1 。若是冷冻室的温度过高，则应打开V2关闭V1, V3 。电磁阀门V3主要用于冷冻室的化霜。需要化箱时打开V3,从压缩机流出的高温高压气体流经冷冻室可匀速将冷冻室霜层汽化。达到化霜的效果。一般化霜的时间要短，不然会伤存放的食品。

电冰箱的压缩机，风机工作原理是通过制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。而冰箱没有风扇靠自然对流来进行热量交换。电磁阀的工作原理非常简单，阻流板就象一个闸

门，一个弹簧让它处于关闭状态，上面一个电磁铁芯，铁芯（低部橡胶）压在阻流板中间（凸起）的一个小眼儿上，外面一个电磁线圈，接通电源后铁芯别吸上去，小眼儿开始进气，压力达到顶开弹簧后电磁阀打开

，总之压缩机用于控制压缩机的工作，以对电冰箱温度进行自动调节。

在蒸发器冷却片间的一定位置上设置温度检测装置，在压缩机工作时，检查是否结霜。为此，在每到一定时间时，即求出冷气送风扇工作时所测温度和冷气送风扇停止时所测温度之差，根据此差值判断霜的有无确定是否开始除霜，在除霜开始后，检测蒸发器周围的温度，如果蒸发器温度达到一定值以上，除霜即结束。

冰箱的除霜控制装置，冰箱内设有热交换用蒸发器、抽吸通过所述蒸发器的空气的冷气送风扇和除霜加热器等，其特征在于它还由下述部分构成：装设在安装所述蒸发器上的固定部件上的温度检测器；进行下述操作程序的微机：求出当所述送风扇工作时由所述温度检测器测出的温度与当所述送风扇停止工作时所述温度检测器测出的温度之差；当输入程序时，当时温度差低于第一设定值，驱动所述除霜加热器，开始除霜；所述除霜操作开始后，当温度检测器所测温度高于第二设定值时，关闭所述除霜加热器，结束除霜操作。

1.3电冰箱门未关好的功能设计

电冰箱门未关好此项功能是利用芯片MAX813L与CPU的P3.5口连接，MAX8L3L是看门狗及复位电路，如果看门狗输入在1.6S内未被触发，其输出值将为高电平，否则为低电平。它就是利用高低电平来控制门未关好的时间来工作，从而产生报警。

1.4 本系统采用单片机控制的电冰箱主要功能及要求：

①电冰箱具有自动除霜功能；

②开门延时超过20秒发声报警；

③制冷压缩机停机后自动延时3分钟后方能再启动；

④设定2个测温点，测量范围：－26°C～＋26°C，精度±0.5°C；

⑤利用功能键分别控制温度设定、冷藏室及冷冻室温度设定等；

⑥工作电压为180～240V，当欠压或过压时，禁止启动压缩机并用指示灯显示。

2 温度传感器

在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。我们在为冰箱测温系统中，为了克服上面提到的三个问题，采用了新型数字温度传感器DS1820，在对其测温原理进行详细分析的基础上，提出了提高DS1820测量精度的方法，使DS1820的测量精度由0.5摄氏度提高到0.1摄氏度以上，取得了良好的测温效果。

2.1 DS1820简介