一、壁挂式变频空调器的电路分析 1.变频空调器的总体框图 分体壁挂式变频空调器的总体框图如图8-13所示。 美的系列变频空调器室内机控制系统采用高性能微处理器μPD780021,实现对室内温度、蒸发器温度、遥控器信号的接收、室内机风扇电机、导风叶片电机、蜂鸣器、显示面板的控制以及与室外机的通信。 (1)交直流供电电路 T1是将220V电压变成低压的降压变压器,它输出两组约13V的交流低压,分别送到两个整流电路中。DBO1是桥式整流电路,它的输出经C8、C35滤波后为换气电机供电。换气扇电机受微处理器2脚的控制。室内机风扇电机受微处理器1脚的控制。该脚的输出信号经Q4去驱动晶闸管IC11中的发光二极管,晶闸管导通,220V交流电压经IC11的7、8脚为风扇电机供电。微处理器通过对晶闸管导通角的控制实现对风扇速度的控制。 图8-15所示是+12V、+15V供电电路。来自变压器Tl次级的13V交流电压加到桥式整流堆DB02上,DB02的输出电压经C9、C33滤波后加到三端稳压器IC4 (7812)的1脚,经稳压后由3脚输出+12V电压,给继电器、电机等供电。12V输出电压再经5v 三端稳压器IC5 (7805)处理后输出5v电压,为微处理器、复位电路等部分供电。 图8-16所示是主控微处理器电路。780021是一款具有64个引脚的大规模集成电路。 (3)温度检测电路 在遥控器开机过程中,蜂鸣器会响两次作为应答声。图8-16所示电路中的B1为蜂鸣器,经微处理器的60脚由驱动器IC5 (2005)反相驱动后工作。该系列空调器的状态显示电路由5个LED组成,这5个LED(见图8-17)由微处理器的9、10、11、14、15脚直接驱动。 室内电机控制电路由调压控制电路、同步信号检测电路以及转速反馈检测电路等组成。 ①调压控制电路:由图8-14可知,调压控制电路是通过调整室内电机的输入电压来调节其转速的,由IC11中的双向晶闸管完成室内电机输入电压的调整。微处理器的1脚发出脉冲信号,经反相器Q4反相后去驱动IC11中的发光二极管。 ②同步信号检测电路:用晶闸管调压必须解决同步触发的问题,这样就必须获得同步信号。在图8-14中,同步信号的获取电路由R43、R45、Q3、R7及C36组成。其工作原理是:由电阻R43、R45分压后的正弦交流信号经晶体管Q3检波后,在Q3的集电极上得到周期为1Oms的脉冲,然后将其送入微处理器的51脚,作为同步信号。 ③转速反馈检测电路:室内电机霍尔传感器输出的脉冲信号送至微处理器的53脚进行计数,以得到电机的转速信号,微处理器根据设定转速与反馈转速的差值来调整晶闸管的触发导通角。 美的变频空调器室外机控制电路主要包括交流电源滤波及保护电路、驱动板保护与控制电路、复位电路、晶体振荡器电路、E2PROM和运行参数控制电路、微处理器引脚功能控制电路、通信电路、驱动电路等。 (1)交流电源滤波及保护电路 由图8-20可知,整流模块DB1把220V电压转换成脉动的直流电压,由电解电容对脉动的直流电流进行滤波。滤波电感T2用以改善滤波效果,减小动态电流突变时直流电源的波动。微处理器的14脚作为电压检测端,18脚作为电流检测端。 (3) 复位电路: 复位电路的工作原理为: 在检修时一般不易检测复位电路的延时信号,可用万用表检测各引脚在上电稳定后能否达到规定的电压要求,在正常情况下上电后①、②、③脚的电压分别为5v、5v和0v。如复位电路损坏,则表现为压缩机启动后即复位、压缩机不启动或室外机不工作。 判断晶体振荡器的好坏可以使用示波器测量,也可以用万用表检测其电压,在正常情况下晶体振荡器3个引脚的电压分别为2V、0v和2V。晶体振荡器损坏时,故障现象为上电后室外控制板不工作,系统无法正常启动和工作。 ②四通阀通断控制电路。若室内机发出制热命令,则室外机微处理器的50脚输出高电平,反相驱动器的14脚输出低电平给继电器,四通换向阀吸合,制冷剂改变流向,蒸发器和冷凝器互换角色,使空调器制热。 220V交流电压经电压互感器输入,然后电压互感器输出一交流低电压,经D4半波整流以及R23、C24滤波之后,由微处理器进行检测,电压高于260V或低于160V时,空调器将进行报警。 由于电流检测电路在保护空调器方面很重要,因此熟悉这方面的电路对维修非常有用。如电流检测电路出现故障,就有可能由于突然的大电流而导致电路损坏。这时可以用万用表的欧姆挡检测电流互感器的初级,看其是否开路。如果初级开路,则说明电流互感器损坏,应进行更换。如果初级正常,可用万用表的欧姆挡检测电流互感器的次级线圈,在正常情况下次级线圈的电阻为560Ω。如测得的电阻值偏大或偏小,都可能会引起空调器的电流检测值异常。 (8)温度传感器电路 (9)微处理器的主要引脚功能 18脚:为电流检测端,保证在规定的最大电流值以下正常运行。超过限值时,则自动降频以减小运行电流;超过限值1.2倍时,微处理器必须封锁PWM脉冲,发出停机信号。 海尔柜机KFR-50LW/BP的室内机和室外机有各自的控制电路,两者通过电缆和通信线相联系。室内机控制电路采用的微处理器芯片型号为47C862AN-GC51,室外机则使用9821K03。 1.室内机微处理器47C862AN-GC51 室内机控制电路采用变频空调器专用微处理器芯片47C862AN-GC51,该芯片内部除了写入空调器专用程序外,还包含程序存储器、数据存储器、输入/输出接口和定时/计数器等电路,可对输入的人工指令和传感信号进行运算和比较,然后发出指令,对相关电路的工作状态进行控制。 微处理器芯片47C862AN-GC51的主要引脚功能如下。 62脚:为开关控制端(多功能端口),低电平有效。62脚为低电平时,56脚输出一个高电平,点亮电源指示灯LED1,同时微处理器执行上次存储的工作状态指令。若为初次开机加电,且用户没有输入任何指令,则电路执行自动运行程序,即空调器在室内温度高于27℃时按抽湿状态运行。 按下电源开关,使该脚保持3s以上的高电平,蜂鸣器连响两下,空调器即可进入应急运行状态。56、57、58脚:是显示端口,高电平有效。其中,56脚为电源指示灯端口,57脚为定时运行指示端口,58脚为运行指示端口。室内机正常运行时,运行指示灯LED3点亮。 2、4、10、11、12脚:为驱动端,高电平有效。其中,2脚控制室外机供电继电器SW301:4脚控制步进电机,带动导风叶片,实现立体送风;10脚为室内机风扇电机低速挡控制端,11脚为中速挡控制端,12脚为高速挡控制端。 室外机控制系统采用海尔变频空调器专用的大规模集成电路9821K03(或98C029)。这种微处理器芯片具有温度采集、过电流、过热、防冷冻等保护功能,还可以输出30~125Hz的脉冲电压驱动压缩机,使空调器的制冷功率从1匹升高到3匹。应急运转时,输出60Hz驱动信号,使压缩机按这个频率定速运转,这时可以进行压力、电流测量等检修工作。9821K03的功能框图如图8-22所示。 9821K03安装在室外机控制电路中,收到室内机传送来的制冷、制热、抽湿、压缩机转速等控制信号后,经分析处理后内部程序发出指令,驱动室外机风扇电机、四通阀相应动作,并通过变频器调节压缩机电机的供电频率和电压,改变压缩机的运转速度,同时也将室外机的有关工作状态信息反馈给室内机。 室内机控制电路如图8-23所示。整个电路可以分成电源供给、微处理器芯片工作保证、检测传感和驱动等儿部分电路。 空调器工作时,220V交流电压加到室内机的接线端子排座CN5上。电源变压器T1的初级从CN5上得到220V交流电压,其次级输出13V交流电压,经二极管VD204-VD207整流和C214滤波后,得到12V的直流电压。该电压一路给IC102、微型继电器SW301-SW305和蜂鸣器供电,另一路经三端稳压器V202 (7805)稳压和C106滤波后,得到5v电压并加到微处理器IC1 (47C862AN-BG51)的64脚,作为工作电压。 微处理器的复位电路和时钟振荡电路是其正常工作的保障。复位电路由IC103(MC34064P5)等组成。在接通电源时,IC103的③脚产生复位信号,此复位信号送入IC1的22脚,IC1开始工作。电路正常工作后,ICI的22脚为高电位。 微处理器的时钟振荡脉冲由18、19脚外接的晶体振荡器CR11O1提供,脉冲频率为6.OMHZ。 当红外遥控器发出开机制冷指令后,遥控接收器JR将遥控信号送入微处理器IC1的46脚,IC1的31脚输出高电平脉冲,驱动蜂鸣器发出“嘀”的一声,确认信号已经收到。同时,输入机内的遥控器温度设定信号与38脚送入的室内温度传感信号进行运算比较,若设定温度高于室内温度,微处理器IC1将不执行制冷指令;若设定温度低于室内温度,微处理器IC1发出指令,空调器开始制冷。 空调器的室内送风强弱也由微处理器IC1控制。风速设定为高速挡时,IC1的12脚输出高电平并加到反相器IC102的7脚。反相器是继电器SW301-SW305的驱动器件,此时IC102的10脚输出低电平,SW303得电吸合,室内风扇即高速运转。与此同时,IC1的2脚输出高电平,送到IC102的5脚,经反相后从IC102的12脚输出低电平,SW301得电吸合,给室外机提供220V交流电压。IC1还向室外机发出制冷运行信号,绿色运行指示灯LED3点亮。设定功能后,IC1的4脚输出高电平并送到IC102的3脚,经反相后从lC102的13脚输出低电平,SW305得电吸合,驱动步进电机运转,实现立体送风。 海尔KFR-50LW/BP变频柜机的室外机控制电路如图8-25所示。 开关电源提供的4路14V直流电压经插件CN108给功率模块供电。从T1的8端产生的电压经VD116、C412整流滤波后输出12V的直流电压,给微动继电器SW1-SW4和反相器IC1供电。 (2)微处理器工作保证电路 控制电路工作时,首先检测室外温度、压缩机温度及室外热交换器的温度。如果检测数据不正常,则通过串行通信接口向室内机发出异常信息,并显示故障进行报警。如果检测数据正常,则接收室内机传来的制冷指令,从IC2的52脚输出高电平至反相器IC1的4脚,IC1的13脚变成低电平,使SW3得电吸合,电阻元件PTC1短路,给功率模块提供大的工作电流。 电路经延时后,IC2的55脚输出高电平并送到IC1的1脚,IC1的16脚输出低电平,使SW1得电吸合,室外机风扇电机得电工作,以低速运转。同时,IC2从④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨脚输出0~125Hz驱动信号给功率模块,使压缩机工作。 若设定温度与室内温度相差较大,室内机微处理器向各室外机发出满负荷运转信号,空调器压缩机的输出功率即由1匹变到3匹,同时室外机风扇电机自动变换成高速运转。 室内机发出制热指令时,IC2则从53脚输出高电平给IC1的3脚,IC1从14脚输出低电平,SW4吸合,电磁四通阀得电吸合,制冷剂改变流向,空调器以制热方式运行。与此同时,室外机电路板上的LED指示灯点亮。 空调器工作后,电流检测元件TA从压缩机供电线路中取样,检测压缩机的运转情况。电流检测信号送入IC2的18脚。若连续两次出现过电流信号,微处理器则判断压缩机电流异常,立即关闭室外机风扇电机和压缩机,并发送室外机故障信号到室内机,室内机关闭并显示故障进行报警。 在一般情况下,室外机风扇电机与压缩机同时启动,但延迟30s关闭。 室内机与室外机之间采用异步串行通信方式。空调器工作时,以室内机为主机,室外机作为从机进行通信联系。若控制系统的微处理器连续两次收到完全相同的信息,便确认信息传输有效:若连续2min不通信或接收信号错误的话,微处理器就发出故障报警并关闭室外机和室内机风扇电机。 |
|
来自: xiaomo1103 > 《空调》