一种冰箱电控系统散热装置及其方法与流程

1.本发明属于冰箱控制技术领域，特别是涉及一种冰箱电控系统散热装置及其方法。


背景技术：

2.目前冰箱压缩机和电控板的散热主要是靠其自身散热。但电控板因装在密闭的塑料电器盒内，大功率器件(igbt等)其产生的热量只能缓慢散掉，而压缩机因为不断的降本，从铜线到铜包铝再到现在的铝线电机，性能越改越差，排量却越做越大。在冰箱拉温的过程中压缩机温升越来越高，压缩机温度短时间急剧上升，电控板功率管温升也不断爬升，因其散热不及时经常出现压缩机无法正常工作和电控板功率器件损坏等。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种冰箱电控系统散热装置及其方法，通过ntc温度传感器监测压缩机机壳温度和电控盒内部温度情况，实时监测冰箱压缩机和控制板的工作温度，控制散热风扇的启停和速度，使压缩机和电控板在允许的温度环境下工作，从而实现冰箱制冷电控系统的稳定可靠运行；并且硬件电路简单、成本低、可靠性高、易实施。
4.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
5.本发明为一种冰箱电控系统散热装置，包括检测电路，包括温度传感器ntc1和温度传感器ntc2；其中，所述温度传感器ntc1用于感应压缩机机壳温度数据，所述温度传感器ntc2用于感应电控盒内的温度数据；控制电路，包括微处理器u1，所述微处理器u1接收第一温度传感器和第二温度传感器的信号，进行处理后输出控制信号控制压缩机以及散热风机mf1的开关；以及驱动电路，根据控制电路输出的控制信号控制散热风机mf1的开关以及运行速度；其中所述驱动电路包括三极管q1和三极管q3，所述三极管q1根据基极接收的微处理器u1的do1端输出的控制信号控制mos管q2的通断；所述mos管q2控制散热风机mf1的电源通断；所述三极管q3根据基极接收的微处理器u1的pwm1端输出的pwm信号控制散热风机mf1的转速档位。
6.进一步地，所述温度传感器ntc1包括第一端、第二端，其中该第一端与电压源vcc连接，该第二端串联保护电阻r6至微处理器u1的ad1端；
7.其中，该第二端与保护电阻r6的中间还连接有接地电阻r7和滤波电容c3。
8.进一步地，所述温度传感器ntc2包括第一端、第二端，其中该第一端与电压源vcc连接，该第二端串联保护电阻r8至微处理器u1的ad2端；
9.其中，该第二端与保护电阻r8的中间还连接有接地电阻r9和滤波电容c6。
10.进一步地，所述微处理器u1的vdd端与电压源vcc连接，用于为微处理器u1进行供电；所述微处理器u1的vss端接地，所述电压源vcc与微处理器u1的vdd端之间还连接有接地电容c1。
11.进一步地，所述电压源vcc串联电阻r5至微处理器reset端，所述电压源vcc与至微
处理器u1reset端之间还连接有接地电容c2。
12.进一步地，所述三极管q1包括基极、集电极和发射极；该基极串联电阻连接至微处理器u1的do1端，用于微处理器u1的控制信号控制三极管q1的通断；
13.该集电极串联电阻r2连接至mos管q2，该发射极接地；该基极与发射极之间串联有一电阻。
14.进一步地，所述mos管q2包括栅极、漏极和源极；该栅极用于接收三极管q1传输的控制信号以控制mos管q2的通断；该漏极与12v电压源连接，该源极与散热风机mf1的一端连接；该栅极与漏极之间串联有电阻r1；该源极还连接有接地电容c4。
15.进一步地，所述三极管q3包括基极、集电极和发射极；该基极串联电阻连接至微处理器u1的pwm1端；
16.该发射极与5v电压源连接，该集电极串联电阻r4至散热风机mf1的控制端；该集电极还串联电阻r3接地；该基极与发射极之间串联有一电阻。
17.一种冰箱电控系统散热装置的控制方法，包括以下步骤：
18.stp1、所述温度传感器ntc1和温度传感器ntc2分别感应电控盒以及压缩机外壳温度数据，并传输至微处理器u1；
19.stp2、微处理器u1接收温度传感器ntc1和温度传感器ntc2的信号进行处理，判断电控盒以及压缩机外壳温度数据并输出控制信号，包括以下子步骤：
20.ss01、当压缩机外壳温度超过设定阈值时，微处理器u1控制风机打开进行散热，具体过程如下：
21.当温度≥70℃时，微处理器u1的do1端输出信号控制散热风机mf1供电打开，并通过pwm1端输出30％占空比的pwm波通过三极管q3提供给风机进行调速，使风机在1挡运行进行散热；
22.如果温度继续上升≥80℃时，微处理器u1的pwm1口输出50％占空比的pwm波，使风机在2挡运行；当检测到温度≥90℃时，微处理器u1的pwm1口输出70％占空比的pwm波，使风机在3挡运行；
23.当温度≥95℃时，微处理器u1的pwm1口输出100％占空比的pwm波，使风机最高转速下运行；
24.若温度超过105℃时，微处理器u1的do2口输出压缩机停止信号至驱动mcu，所述驱动mcu终止压缩机运行信号，使压缩机停止运转；
25.当压缩机机壳温度＜60℃时，微处理器u1do1输出低电平、pwm1置高阻态，散热风机mf1停转；
26.ss02、当电控盒内温度超过设定阈值时，微处理器u1控制风机打开进行散热，具体过程如下：
27.当温度≥80℃时，微处理器u1的do1端输出信号控制散热风机mf1供电打开，并通过微处理器u1的pwm1端输出30％占空比的pwm波通过三极管q3提供给风机进行调速，使风机在1挡运行进行散热；
28.如果温度继续上升≥90℃时，微处理器u1的pwm1口输出50％占空比的pwm波，使风机在2挡运行；
29.当检测到温度≥100℃时，微处理器u1的pwm1口输出70％占空比的pwm波，使风机
在3挡运行；
30.温度≥105℃时，微处理器u1的pwm1口输出100％占空比的pwm波，使风机最高转速下运行；
31.若温度超过115℃时，微处理器u1的do2口输出压缩机停止信号，给驱动mcu，驱动mcu终止压缩机运行信号，使压缩机停止运转；
32.当电控盒温度＜60℃时，微处理器u1的do1端输出低电平、pwm1置高阻态，散热风机mf1停转。
33.本发明具有以下有益效果：
34.本发明通过ntc温度传感器监测压缩机机壳温度和电控盒内部温度情况，实时监测冰箱压缩机和控制板的工作温度，控制散热风扇的启停和速度，使压缩机和电控板在允许的温度环境下工作，从而实现冰箱制冷电控系统的稳定可靠运行；并且硬件电路简单、成本低、可靠性高、易实施。
35.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明的一种冰箱电控系统散热装置的电路图；
38.图2为一种冰箱电控系统散热装置的结构示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1所示，本发明为一种冰箱电控系统散热装置，包括检测电路、控制电路和驱动电路；检测电路检测压缩机外壳温度数据和电控盒内温度数据，并传输至控制电路，控制电路根据检测电路的信号通过驱动电路控制散热风机mf1运行进行散热。
41.检测电路包括温度传感器ntc1和温度传感器ntc2；温度传感器ntc1用于感应压缩机机壳温度数据，温度传感器ntc1包括第一端、第二端，温度传感器ntc1的第一端与电压源vcc连接，温度传感器ntc1的第二端串联保护电阻r6至微处理器u1的ad1端；其中，温度传感器ntc1的第二端与保护电阻r6的中间还连接有接地电阻r7和滤波电容c3；
42.温度传感器ntc1安装在电控盒内测试盒内电控板的环境温度，温度变化时其阻值会发生改变，通过r7分压、c3滤波、r6保护电阻模拟电压信号传入微处理器u1的ad1模数转换口，转换后的值通过与ntc查值，比对得出当前压缩机壳体温度。
43.温度传感器ntc2用于感应电控盒内的温度数据；温度传感器ntc2包括第一端、第二端，温度传感器ntc2的第一端与电压源vcc连接，温度传感器ntc2的第二端串联保护电阻
r8至微处理器u1的ad2端；温度传感器ntc2的第二端与保护电阻r8的中间还连接有接地电阻r9和滤波电容c6；
44.控制电路包括微处理器u1，微处理器u1接收第一温度传感器和第二温度传感器的信号，进行处理后输出控制信号控制压缩机以及散热风机mf1的开关；微处理器u1的vdd端与电压源vcc连接，用于为微处理器u1进行供电；微处理器u1的vss端接地，电压源vcc与微处理器u1的vdd端之间还连接有接地电容c1；电压源vcc串联电阻r5至微处理器reset端，电压源vcc与至微处理器u1reset端之间还连接有接地电容c2；
45.温度传感器ntc2安装在压缩机外壳上，温度变化时其阻值会发生改变，通过r9分压、c6滤波、r8保护电阻模拟电压信号传入微处理器u1的ad2模数转换口，转换后的值通过与ntc对应温度表查值，比对得出当前压缩机壳体温度。
46.驱动电路根据控制电路输出的控制信号控制散热风机mf1的开关以及运行速度；其中驱动电路包括三极管q1和三极管q3，三极管q1根据基极接收的微处理器u1的do1端输出的控制信号控制mos管q2的通断；mos管q2控制散热风机mf1的电源通断；
47.其中，三极管q1包括基极、集电极和发射极；三极管q1的基极串联电阻连接至微处理器u1的do1端，微处理器u1的控制信号控制三极管q1的通断；三极管q1的集电极串联电阻r2连接至mos管q2，三极管q1的发射极接地；三极管q1的基极与发射极之间串联有一电阻；
48.mos管q2包括栅极、漏极和源极；mos管q2的栅极用于接收三极管q1传输的控制信号以控制mos管q2的通断；mos管q2的漏极与12v电压源连接，mos管q2的源极与散热风机mf1的一端连接；mos管q2的栅极与漏极之间串联有电阻r1；mos管q2的源极还连接有接地电容c4；
49.三极管q3根据基极接收的微处理器u1的pwm1端输出的pwm信号控制散热风机mf1的转速档位，其中，三极管q3包括基极、集电极和发射极；三极管q3的基极串联电阻连接至微处理器u1的pwm1端；三极管q3的发射极与5v电压源连接，三极管q3的集电极串联电阻r4至散热风机mf1的控制端；三极管q3的集电极还串联电阻r3接地；三极管q3的基极与发射极之间串联有一电阻。
50.实施例一：
51.本实施例为一种冰箱电控系统散热装置的控制方法，包括以下步骤：
52.stp1、温度传感器ntc1和温度传感器ntc2分别感应电控盒以及压缩机外壳温度数据，并传输至微处理器u1；
53.stp2、微处理器u1接收温度传感器ntc1和温度传感器ntc2的信号进行处理，判断电控盒以及压缩机外壳温度数据并输出控制信号，包括以下子步骤：
54.ss01、当压缩机外壳温度超过设定阈值时，微处理器u1控制风机打开进行散热，具体过程如下：
55.当温度≥70℃时，微处理器u1的do1端输出高电平使三极管q1、mos管q2相继导通，给风机mf1提供12v供电，并通过pwm1端输出30％占空比的pwm波通过三极管q3提供给风机进行调速，使风机在1挡运行，通过空气快速流动带走压缩机的热量；
56.如果温度继续上升≥80℃时，微处理器u1的pwm1口输出50％占空比的pwm波，使风机在2挡运行；当检测到温度≥90℃时，微处理器u1的pwm1口输出70％占空比的pwm波，使风机在3挡运行；
57.当温度≥95℃时，微处理器u1的pwm1口输出100％占空比的pwm波，使风机最高转速下运行；
58.若温度超过105℃时，微处理器u1的do2口输出压缩机停止信号至驱动mcu，驱动mcu终止压缩机运行信号，使压缩机停止运转；
59.当压缩机机壳温度＜60℃时，微处理器u1do1输出低电平、pwm1置高阻态，散热风机mf1停转；从而达到保护压缩机因过热造成的制冷效果变差和温度超高出现损坏的可能。
60.ss02、如图2所示，当电控盒内温度超过设定阈值时，微处理器u1控制风机打开进行散热，具体过程如下：
61.当温度≥80℃时，微处理器u1的do1端输出高电平使三极管q1、mos管q2相继导通，并通过微处理器u1的pwm1端输出30％占空比的pwm波通过三极管q3提供给风机进行调速，使风机在1挡运行，产生的风带动换向叶轮将空气吹入电器盒增加的通风管，热量从另一端排气管排出，达到给控制板散热的目的；
62.如果温度继续上升≥90℃时，微处理器u1的pwm1口输出50％占空比的pwm波，使风机在2挡运行；
63.当检测到温度≥100℃时，微处理器u1的pwm1口输出70％占空比的pwm波，使风机在3挡运行；
64.温度≥105℃时，微处理器u1的pwm1口输出100％占空比的pwm波，使风机最高转速下运行；
65.若温度超过115℃时，微处理器u1的do2口输出压缩机停止信号，给驱动mcu，驱动mcu终止压缩机运行信号，使压缩机停止运转；
66.当电控盒温度＜60℃时，微处理器u1的do1端输出低电平、pwm1置高阻态，散热风机mf1停转。从而达到保护电控板因过热可能造成的器件性能下降和温度超高出现器件损坏的，避免出现冰箱制冷异常或者无法制冷的现象。
67.值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
68.另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘或光盘等。
69.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，包括：检测电路，包括温度传感器ntc1和温度传感器ntc2；其中，所述温度传感器ntc1用于感应压缩机机壳温度数据，所述温度传感器ntc2用于感应电控盒内的温度数据；控制电路，包括微处理器u1，所述微处理器u1接收第一温度传感器和第二温度传感器的信号，进行处理后输出控制信号控制压缩机以及散热风机mf1的开关；以及驱动电路，根据控制电路输出的控制信号控制散热风机mf1的开关以及运行速度；其中所述驱动电路包括：三极管q1，所述三极管q1根据基极接收的微处理器u1的do1端输出的控制信号控制mos管q2的通断；所述mos管q2控制散热风机mf1的电源通断；三极管q3，所述三极管q3根据基极接收的微处理器u1的pwm1端输出的pwm信号控制散热风机mf1的转速档位。2.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述温度传感器ntc1包括第一端、第二端，其中该第一端与电压源vcc连接，该第二端串联保护电阻r6至微处理器u1的ad1端；其中，该第二端与保护电阻r6的中间还连接有接地电阻r7和滤波电容c3。3.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述温度传感器ntc2包括第一端、第二端，其中该第一端与电压源vcc连接，该第二端串联保护电阻r8至微处理器u1的ad2端；其中，该第二端与保护电阻r8的中间还连接有接地电阻r9和滤波电容c6。4.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述微处理器u1的vdd端与电压源vcc连接，用于为微处理器u1进行供电；所述微处理器u1的vss端接地，所述电压源vcc与微处理器u1的vdd端之间还连接有接地电容c1。5.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述电压源vcc串联电阻r5至微处理器reset端，所述电压源vcc与至微处理器u1reset端之间还连接有接地电容c2。6.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述三极管q1包括基极、集电极和发射极；该基极串联电阻连接至微处理器u1的do1端，用于微处理器u1的控制信号控制三极管q1的通断；该集电极串联电阻r2连接至mos管q2，该发射极接地；该基极与发射极之间串联有一电阻。7.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述mos管q2包括栅极、漏极和源极；该栅极用于接收三极管q1传输的控制信号以控制mos管q2的通断；该漏极与12v电压源连接，该源极与散热风机mf1的一端连接；该栅极与漏极之间串联有电阻r1；该源极还连接有接地电容c4。8.根据权利要求1所述的一种冰箱电控系统散热装置，其特征在于，所述三极管q3包括基极、集电极和发射极；该基极串联电阻连接至微处理器u1的pwm1端；该发射极与5v电压源连接，该集电极串联电阻r4至散热风机mf1的控制端；该集电极还串联电阻r3接地；该基极与发射极之间串联有一电阻。
9.根据权利要求1-8所述的一种冰箱电控系统散热装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：stp1、所述温度传感器ntc1和温度传感器ntc2分别感应电控盒以及压缩机外壳温度数据，并传输至微处理器u1；stp2、微处理器u1接收温度传感器ntc1和温度传感器ntc2的信号进行处理，判断电控盒以及压缩机外壳温度数据并输出控制信号，包括以下子步骤：ss01、当压缩机外壳温度超过设定阈值时，微处理器u1控制风机打开进行散热，具体过程如下：当温度≥70℃时，微处理器u1的do1端输出信号控制散热风机mf1供电打开，并通过pwm1端输出30％占空比的pwm波通过三极管q3提供给风机进行调速，使风机在1挡运行进行散热；如果温度继续上升≥80℃时，微处理器u1的pwm1口输出50％占空比的pwm波，使风机在2挡运行；当检测到温度≥90℃时，微处理器u1的pwm1口输出70％占空比的pwm波，使风机在3挡运行；当温度≥95℃时，微处理器u1的pwm1口输出100％占空比的pwm波，使风机最高转速下运行；若温度超过105℃时，微处理器u1的do2口输出压缩机停止信号至驱动mcu，所述驱动mcu终止压缩机运行信号，使压缩机停止运转；当压缩机机壳温度＜60℃时，微处理器u1do1输出低电平、pwm1置高阻态，散热风机mf1停转；ss02、当电控盒内温度超过设定阈值时，微处理器u1控制风机打开进行散热，具体过程如下：当温度≥80℃时，微处理器u1的do1端输出信号控制散热风机mf1供电打开，并通过微处理器u1的pwm1端输出30％占空比的pwm波通过三极管q3提供给风机进行调速，使风机在1挡运行进行散热；如果温度继续上升≥90℃时，微处理器u1的pwm1口输出50％占空比的pwm波，使风机在2挡运行；当检测到温度≥100℃时，微处理器u1的pwm1口输出70％占空比的pwm波，使风机在3挡运行；温度≥105℃时，微处理器u1的pwm1口输出100％占空比的pwm波，使风机最高转速下运行；若温度超过115℃时，微处理器u1的do2口输出压缩机停止信号，给驱动mcu，驱动mcu终止压缩机运行信号，使压缩机停止运转；当电控盒温度＜60℃时，微处理器u1的do1端输出低电平、pwm1置高阻态，散热风机mf1停转。

技术总结
本发明公开了一种冰箱电控系统散热装置及其方法。本发明中：温度传感器用于感应压缩机机壳和电控盒内的温度数据，微处理器U1接收第一温度传感器和第二温度传感器的信号控制压缩机以及散热风机MF1的开关；驱动电路根据控制电路输出的控制信号控制散热风机MF1的开关以及运行速度；三极管Q1控制MOS管Q2的通断；三极管Q3控制散热风机MF1的转速档位。本发明通过NTC温度传感器监测压缩机机壳温度和电控盒内部温度情况，实时监测冰箱压缩机和控制板的工作温度，控制散热风扇的启停和速度，使压缩机和电控板在允许的温度环境下工作，从而实现冰箱制冷电控系统的稳定可靠运行。现冰箱制冷电控系统的稳定可靠运行。现冰箱制冷电控系统的稳定可靠运行。


技术研发人员：文成全 罗廷顺
受保护的技术使用者：合肥美菱物联科技有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/21