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第2节 开关电源电路引发的通信故障
室外机开关电源电路出现故障后，次级侧不能输出直流12V和直流15V电压，7805输出端电压为0V，室外机CPU不能工作，因此室内机CPU报故障代码为“通信故障”。一、开关管击穿，报通信故障
故障说明：海信KFR-4001 GWBP空调器，开机后室内机向室外机供电，但室外风机和压缩机均不运行，2min后停止室外机供电，查看存储故障代码为“5”，含义为“通信故障”，再次上电开机，测量L与N端电压为交流220V， N与S端电压为直流24V，说明故障在室外机电控系统。
使用万用表直流电压挡，测量滤波电容上电压，黑表笔接负极，红表笔接正极，正常值为直流300V，实测电压值为直流0V。向前级检查，使用万用表交流电压挡，测量室外机主板输入端电压为交流220V，说明室内机主板输出的交流电源已送至室外机主板。 1．测量主控继电器电压
如图7-41左图所示，直流300V电压由交流220V经硅桥整流后取得，应测量硅桥的交流输入端电压，而主控继电器后端触点连接硅桥的交流输入端，使用万用表交流电压挡测量电压约1V，说明PTC电阻开路，有两种原因引起：一是PTC电阻静态开路，二是PTC电阻由于受热阻值逐渐变大而开路。本机PTC电阻未安装在室外机主板上面，而是固定在电控盒内，用手不容易摸到，因此不能凭其表面温度判断故障原因。
如图7-41右图所示，依旧使用万用表交流电压挡，测量主控继电器两端触点电压，相当于测量PTC电阻两端电压，实测结果为交流218V，说明PTC开路是由于电流过大，使温度升高阻值变大，两端电压也逐渐升高，最终导致PTC电阻开路，判断室外机有短路故障。
 说明：如果PTC电阻静态开路，将会使主控继电器后端触点电压为0V，两端触点电压也为0V。 2．测量滤波电容阻值
如图7-42左图所示，断开空调器电源，首先使用万用表直流电压挡测量滤波电容两端电压为0V，再改为电阻挡测量两端阻值，相当于测量直流300V负载，实测结果约为0Ω，说明负载出现短路的故障。图7-42中右图所示为室外机主板上部分引线功能。
 3．断开模块P/N端子引线和开关电源保险管
直流300V电压的负载为模块P， N端子和开关电源。
由于模块容易击穿损坏，首先拔下室外机主板为模块P、N端子供电的引线，如图7-43左图所示，再测量滤波电容两端阻值仍约为0Ω，说明故障点未排除。
 如图7-43右图所示，使用万用表表笔尖挑起开关电源的供电保险管，再测量滤波电容两端阻值不再为0Ω，约为170kΩ，判断短路部位在开关电源电路。 4．测量开关管
本机开关电源使用分离元器件形式，以开关管和开关变压器为核心，电路原理图见图7-44，开关管集电极（C）经开关变压器线圈接直流300V电压正极，发射极（E）接负极，并联在直流300V电压正极和负极，因此首先使用万用表二极管挡测量开关管集电极和发射极，操作步骤如图7-45所示。正向和反向两次测量结果均为0mv，说明发射极和集电极之间击穿短路损坏。
 说明：此处为使图片清晰，将开关管取下后才测量，实际维修中应先测量，损坏后再取下，测量时表笔接开关管引脚或主板背面引脚焊点。 维修措施：更换开关管2SC3150，如图7-46所示。更换后测量滤波电容两端阻值，不再短路，恢复线路上电试机，直流300V电压正常，压缩机和室外风机运行，空调器开始制冷。
 总结：本例开关管发射极、集电极之间击穿短路，由于开关管并联在直流300V电压两端，也相当于模块P. N端子短路，上电时PTC电阻因电流过大，温度逐渐升高，最后相当于开路，室外机直流300V电压为0V，室外机CPU不能工作，室内机因此报故障代码为“通信故障”。 5．室外机关键点电压
变频空调器室外机有多种电压，以适应不同的电路，在检修通信故障或室外机不运行故障时，应首先测量直流300V电压和直流5V电压，电压均正常后，才能检查通信电路中的元器件，如电压不正常，应检查故障原因，查明后通信故障一般也会自动排除。图7-47所示为室外机直流电压供电简图。
 （1）直流300V电压
测量时表笔接滤波电容两端或模块P、N端子。
交流220V电压经硅桥整流、滤波电感和滤波电容组成的LC电路滤波，产生纯净的直流300V电压，一路供至模块P、N端子，一路供至开关电源电路。
因此，直流300V电压为0V时，开关电源电路因无电源而不能工作，不能输出5V电压，室外机CPU不能工作，室内机CPU因接收不到室外机传送的通信信号，会停止供电并报“通信故障”的故障代码。
直流300V为0V时一般为15A供电保险管开路、交流滤波电路开路、硅桥击穿、滤波电感线圈引线接触不良、模块击穿引起。 （2）直流12V电压
测量时万用表红表笔接开关电源次级的整流二极管正极，黑表笔接地。
直流300V电压供至开关电源电路后开始工作，输出两组电压：直流12V和直流15V。其中直流12V供继电器、反相驱动器、7805输入端等；直流15V电压供给模块内部控制电路，根据模块型号，开关电源输出1路15V或4路15V电压。
如果开关电源电路损坏，将引起直流12V和15V输出电压为OV或低于正常值较多，导致7805输入端电压不正常，输出端不能输出5V电压，室外机CPU不能工作，室内机报“通信故障”的故障代码。
开关电源电路故障一般为供电保险管开路、开关管或开关电源集成电路损坏、启动电阻或检测电阻开路损坏、次级整流二极管损坏等。 （3）直流5V电压
测量时万用表红表笔接7805的③脚输出端，黑表笔接②脚地。
直流5V电压由开关电源输出的直流12V电压经7805稳压块输出端提供，因此开关电源间接提供5V电压，5V主要供室外机CPU、存储器、传感器电路等弱信号处理电路。
如5V电压为0V，室外机CPU将不能工作，不能向室内机传送通信信号，室内机报出“通信故障”的故障代码。
5V电压为0V的原因一般为开关电源电路损坏、7805损坏。 二、开关电源启动电阻开路，报通信故障
故障说明：海信KFR-2601 GWBP空调器，制冷开机，室外风机和压缩机均不运行，使用万用表交流电压挡测量室外机接线端子中的L与N电压为交流220V，说明室内机主板已输出供电，测量N与S端电压为90V直流电压，说明通信电路出现故障，按压遥控器上的“传感器切换”键两次，显示板组件指示灯报故障代码也为“通信故障”。 由于本机通信电路电源设在室外机主板上面，因此取下室外机外壳，测量滤波电容上电压，实测结果为直流300V，说明300V电压形成电路正常，故障在室外机主板，应检查直流5V电压是否正常。 1．测量直流5V电压
如图7-48左图所示，本机开关电源设在模块板，滤波电容上的直流300V电压经连接线送至模块P、N端，其中的一个支路为开关电源供电。开关电源工作后输出5路电压：其中4路为直流15V，为模块内部控制电路供电，1路为直流12V，经连接线送至室外机主板上7805的输入端，其输出端输出直流5v电压，为CPU提供电源。 如图7-48右图所示，首先使用万用表直流电压挡，黑表笔接地，红表笔接7805的③脚输出端，正常电压为直流5V，而实测电压为0V，说明室内机报“通信故障”是由于CPU没有工作电压引起，应检查7805输入端的直流12V电压。
 2．测量直流12V和15V电压
如图7-49所示，依旧使用万用表直流电压挡，黑表笔接地，红表笔接7805的①脚输入端，正常电压约为直流12V，实测电压为直流0V，检查模块板上其中一路直流15V电压，实测也为0V。直流12V和直流15V电压均为0V，判断开关电源未工作。
 3．测量集电极电压
如图7-50所示，本机开关电源由分离元器件组成，电路原理图参见图7-44，以开关管、开关变压器等为核心元器件，将万用表黑表笔接开关管发射极（E）引脚即直流300V电压负极，红表笔接集电极（C）引脚，正常时万用表显示值应为快速跳动的直流300V电压，而实测为稳定的直流300V电压，说明开关电源未振荡运行。
 4．测量基极电压和启动电阻
如图7-51所示，万用表黑表笔不动，红表笔改接开关管基极（B）引脚，正常电压约为-3V，而实测电压为0V，断开空调器电源，待滤波电容内直流300V电压放净后，使用万用表二极管挡测量开关管和稳压二极管正常，使用电阻挡测量启动电阻时阻值为无穷大，而正常阻值为200M，说明启动电阻开路损坏。
 维修措施：如图7-52左图所示，更换启动电阻，遥控开机后室外风机和压缩机均开始运行，再次测量开关管基极电压为-3.2V，空调器恢复正常。
5．经验总结
①本例启动电阻开路，使得开关管因无启动电压而不能工作，开关电源电路处于停振状态，次级无直流12V和直流15V电压输出，室外机主板上的5V电压为0V， CPU不能工作，因此不能发送通信信号，室内机报故障代码为“通信故障”
②本例启动电阻参数为200kΩ/1 W，由于受直流300V强电电压冲击，阻值容易变大直至无穷大而引发本例故障，在实际维修中占到一定比例。部分变频空调器开关电源电路（如海信KFR-4001 GWBP，实物如图7-52右图所示）和本例工作原理及主要元器件型号相同，设在室外机主板上面，启动电阻则选用两个100kΩ/1 W的电阻串联使用，在实际维修中损坏的比例相对较小。 ③本例开关电源只是启动电阻开路损坏，使用万用表直流电压挡，将黑表笔接直流300V电压负极，红表笔接基极（B）或集电极（C）测量引脚电压时，在接触引脚的瞬间，开关电源电路能起振并工作正常，这是由于万用表内阻起了“启动电阻”的作用。
④本例开关电源电路常见元器件故障有：开关管击穿或开路、稳压二极管击穿或开路、启动电阻开路、电容容量减小等。这些均会引起开关电源电路不能正常工作，室外机CPU也不能工作，室内机报“通信故障”的故障代码。 三、开关电源检测电阻开路，报通信故障
故障说明：海信KFR-2609GWBP变频空调器，遥控开机后，室内机“电源”、“运行”指示灯享，但压缩机和室外风机均不运行，测量室外机接线端子中的L与N供电为交流220V， N与S端电压为轻微跳变的直流24V，说明室内机己向室外机输出供电，但室外机没有工作，2min后室内机停止输出供电，按压遥控器上的“传感器切换”键两次，显示板组件上的“电源”、“运行”指示灯亮，查故障代码含义为“通信故障”。图7-53所示为开关电源电路原理图。
1．测量直流300V电压
如图7-54左图所示，首先使用万用表直流电压挡，测量室外机直流300V电压，由于本机滤波电容在室外机主板上面焊着，因此直接测量模块P、N端子电压（红表笔接P端，黑表笔接N端），正常电压值为直流300V，实测电压值为直流297V，说明室外机强电通路正常，室外机接线端子上的交流220V电压已整流成为直流300V电压，并且已送至模块P、N端子。
查看室外机主板上的直流12V电压指示灯LEDO 1不亮，如图7-54右图所示，初步判断开关电源未工作。 2．测量直流12V和15V电压
如图7-55所示，依旧使用万用表直流电压挡，黑表笔接地（实接7805中间引脚），表笔接12V整流二极管D04正极，正常电压值为直流12V，实测电压值为0V，测量5V电压即7805的输出端电压也为0V；红表笔改接15V整流二极管D03正极，正常电压值为直流15V，实测电压值为0V。直流12V和15V电压均为0V，确定开关电源未工作。
说明：如直流12V支路输出电压为0V，有12V负载短路或开关电源未工作两种原因，而测量直流巧V支路电压仍为0V，则可判断开关电源未工作。 3．测量开关电源集成电路供电电压
如图7-56左图所示，依旧使用万用表直流电压挡，测量开关电源集成电路lco01（型号为TOP232P）漏极（D）电压，黑表笔接⑦脚直流300V电压地，红表笔接⑤脚，实测电压为直流300V，等于供电电压，说明lcol漏极引脚未对地短路，且直流300V己送至ICO1（也可间接判断开关电源电路的保险管FO1正常），由于ICO1漏极电压正常时万用表显示值为跳动变化的直流300V电压，因此实测电压也说明开关电源未振荡运行。
如图7-56右图所示，黑表笔接ICO1的②脚，红表笔接④脚，测量lcol的控制引脚（C）电压，实测电压值与正常电压值基本相同，说明控制引脚电压基本正常。 说明：TOP232P的②、③、⑦、⑧脚为源极（S）， 4个引脚相连，接直流300V电压负极。
4．测量过／欠压检测引脚电压
如图7-57左图所示，黑表笔接ICO1的③脚、红表笔接①脚，测量IC01过／欠压检测引脚M电压，正常值约2.8V，而实测电压为1.8V，说明开关电源未振荡运行是由于①脚电压过低，IC01检测后判断为输入电压过低即欠压故障，控制内部振荡器不工作。
IC01通过外接电阻R02 （2Mn/1W）接直流300V正极，达到检测输入电压的目的，断开空调器电源，使用烙铁插头并在滤波电容两端，将其存有的电压放净至直流0V时，使用万用表电阻挡测量R02阻值，如图7-57右图所示，正常阻值应为2MΩ，实测阻值为无穷大，将电阻取下后实测仍为无穷大，说明R02开路。
说明：由于滤波电容内存有电压，并能保持较长的时间，即使断开空调器电源后，只要不将滤波电容的电压放净，室外机主板仍有较高的电压，这时使用万用表电阻挡测量开关电源电路中的元器件时，将影响测量结果（即得出显示值错误），并很有可能损坏万用表。一此时可以使用烙铁插头并在滤波电容两端放净电压，或者断开开关电源的保险管（断开时一定要注意安全）。 维修措施：更换电阻R02，如图7-58所示，由于暂时没有阻值为2MΩ的电阻，因此实际维修时使用两个1 MΩ的电阻串联代替，上电开机后直流12V电压指示灯亮，压缩机和室外风机开始工作，再次测量IC01的①脚电压为直流2.8V。
应急措施：由于2MΩ的电阻不容易找到，实际维修中可以参考图7-58，使用两个1MΩ的电阻串联代替，如果两个1 MΩ的电阻也找不到，可以使用以下方法。
经查资料TOP232P的①脚为多功能引脚M，通过外接电阻具有过压（0V）、欠压（UV）检测功能，如果连接源极引脚，就取消了过压及欠压保护功能，因此维修时可将①脚和②脚的焊点直接短接，操作步骤如图7-59所示，这样即使检测电阻开路（或未安装检测电阻），开关电源电路同样能正常工作。
5．经验总结
①本例由于过／欠压检测电阻开路，开关电源集成电路TOP232P检测后，判断为输入电压过低，因而控制内部振荡电路不工作，开关电源也处于停振状态，次级直流12V电压为0V， 7805输出端电压也为0V，室外机CPU不能工作，无法接收和发送通信信号，室内机CPU因接收不到通信信号，2min后停止室外机供电，报出“通信故障”的故障代码。
②过／欠压检测电阻由于连接直流300V电压正极，受强电压冲击，阻值容易变大或开路损坏，实际检修中应首先检查其阻值。
③本例开关电源电路如因保险管开路、开关电源集成电路损坏、TL431稳压电路损坏等故障，开关电源不能工作，直流12V输出电压为0V或低于正常值，导致7805输出端电压为0V，所引发的故障现象与本例相同，室内机均会报出“通信故障”的故障代码。 6．知识链接：常用的开关电源集成电路
（1） TNY系列
①简介。
常用型号有TNY264， TNY266-TNY268等，共有8个引脚（其中6脚为空脚），额定功率10w，图7-60 （a）所示为实物外职，图7-60 （b）所示为内部方框图。
内部电路集成耐压为700V的功率MOSFET开关管和控制电路，使用简单的开／关控制器来稳定输出电压。漏极电压提供启动电压和工作能量，不用开关变压器的偏置绕组及相关电路，而且控制电路中还结合了自动重启动、输入欠压检测和频率抖动功能。振荡器的频率固定为132kHz，允许使用廉价的EE 13或EF 12.6磁芯变压器，具有良好的效率。
振荡器中还增加了频率抖动电路，抖动量为士4kHz，该功能使EMI的均值和准峰值噪声均较低；在发生输出短路或控制环开路等故障时，全集成的自动重启动电路将输出功率限制在安全范围内，既限制了短路输出电流，也保护了负载，同时减少了元器件数，降低了次级反馈电路的成本。 ②引脚功能。
⑤脚漏极：经开关变压器初级绕组接直流300V电压正极，连接到内部功率MOSFET开关管漏极引脚，提供启动和工作电流。
②、③、⑦、⑧脚源极：外接直流300V电压负极，4个引脚在内部是相通的，连接到内部功率MOSFET开关管的源极，为控制电路的公用点，其中②脚和③脚接控制电路的公共端，⑦脚和⑧脚接高压返回端。
①脚BP：内部电路供电引脚，外接0.1 μF的瓷片电容，并可控制功率MOSFET开关管的导通与截止（电流大于240μA时可使功率MOSFET开关管截止），此引脚通过外接电阻与输入直疼300V电压相连，可起到欠压保护功能，如不接电阻就没有欠压保护功能。
④脚EN/UV：输出电压调整端，接稳压光耦次级。外接至直流300V电压的电阻，作用是监测直流输入电压，当电压低于直流100V时，内部欠压检测电路将①脚BP端电压从正常值的5.8V降至4.8V，强迫功率MOSFET开关管截止，起到保护作用。
③引脚电压。
使用万用表直流电压挡，黑表笔接直流300V电压地，红表笔接引脚，开关电源电路正常工作时实测结果见表7-3。
（2） TOP系列
①简介。
常用型号有TOP232-TOP234等，在空调器开关电源电路中也普遍使用，作用和TNY系列、VIPer系列的开关电源集成电路相同，是开关电源电路的核心元器件。其内部集成了高压MOSFET场效应开关管、振荡器、脉冲调宽（PWM）控制器、负载短路故障自动保护、输入电压过低或过高自动保护等电路，振荡器频率有132kHz和“kHz两种。
TOP系列常见有两种外观，如图7-61所示。TOP233Y额定功率20W，采用TO-220-7封装，共有7个引脚（其中②脚和⑥脚为空脚），使用时需要散热片；TOP232P额定功率9W，采用DIP-8封装，共有8个引脚（其中⑥脚为空脚）。
②引脚功能。
漏极引脚D：经开关变压器初级绕组外接直流300V电压正极，连接到内部功率MOSFET开关管漏极引脚，提供启动和工作电流。
源极引脚S：外接直流300V电压负极，连接到内部功率MOSFET开关管的源极，为控制电路的公用点。
多功能引脚M：过压（0V）、欠压（UV）输入引脚，如连接源极引脚则取消过压及欠压保护功能。／
控制引脚C：用于占空比控制的误差放大器和反馈电流的输入脚，连接稳压光耦。
频率引脚F（仅限Y型封装）：选择开关频率的输入引脚，如果连接源极引脚为132kHz，连接控制引脚为“kHz。 P和G封装只能以132kHz频率工作。
③引脚电压。
使用万用表直流电压挡，黑表笔接直流300V电压地，红表笔接引脚，开关电源电路正常工作时实测结果见表7-4。
（3） VIPer系列
①简介。
常用型号有VIPerl2A和VIPer22A两种，实物外观见图7-62，共有8个引脚，额定功率20W，功能和TNY266P相似，内部集成耐压为730V的功率MOSFET开关管和控制电路，使用简单的开／关控制器来稳定输出电压，减少外围元器件数量，漏极电压提供启动电压和工作能量，需要开关变压器提供反馈绕组及相关电路，振荡器的频率固定为60kHz。
②引脚功能。
⑤、⑥、⑦、⑧脚漏极（D）：经开关变压器初级供电绕组外接直流300V电压正极，4个引脚在内部是相通的，连接到内部功率MOSFET开关管漏极引脚，提供启动和工作电流。
①、②脚源极（S）：外接直流300V电压负极，连接到内部MOSFET开关管的源极，为控制电路的公用点。
④脚VDD：供电引脚，由开关变压器初级反馈绕组整流及滤波后提供，在9-38V范围内均可以工作。
③脚FB：开关管占空比（即输出电压调整端），接稳压光耦次级。
③引脚电压。
使用万用表直流电压挡，黑表笔接直流300V电压地，红表笔接引脚，开关电源电路正常工作时实测结果见表7-5。
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