一、壁掛式變頻空調(diào)器的電路分析 1.變頻空調(diào)器的總體框圖 分體壁掛式變頻空調(diào)器的總體框圖如圖8-13所示。 美的系列變頻空調(diào)器室內(nèi)機(jī)控制系統(tǒng)采用高性能微處理器μPD780021,實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器溫度、遙控器信號的接收、室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)、導(dǎo)風(fēng)葉片電機(jī)、蜂鳴器、顯示面板的控制以及與室外機(jī)的通信。 (1)交直流供電電路 T1是將220V電壓變成低壓的降壓變壓器,它輸出兩組約13V的交流低壓,分別送到兩個(gè)整流電路中。DBO1是橋式整流電路,它的輸出經(jīng)C8、C35濾波后為換氣電機(jī)供電。換氣扇電機(jī)受微處理器2腳的控制。室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)受微處理器1腳的控制。該腳的輸出信號經(jīng)Q4去驅(qū)動(dòng)晶閘管IC11中的發(fā)光二極管,晶閘管導(dǎo)通,220V交流電壓經(jīng)IC11的7、8腳為風(fēng)扇電機(jī)供電。微處理器通過對晶閘管導(dǎo)通角的控制實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇速度的控制。 圖8-15所示是+12V、+15V供電電路。來自變壓器Tl次級的13V交流電壓加到橋式整流堆DB02上,DB02的輸出電壓經(jīng)C9、C33濾波后加到三端穩(wěn)壓器IC4 (7812)的1腳,經(jīng)穩(wěn)壓后由3腳輸出+12V電壓,給繼電器、電機(jī)等供電。12V輸出電壓再經(jīng)5v 三端穩(wěn)壓器IC5 (7805)處理后輸出5v電壓,為微處理器、復(fù)位電路等部分供電。 圖8-16所示是主控微處理器電路。780021是一款具有64個(gè)引腳的大規(guī)模集成電路。 (3)溫度檢測電路 在遙控器開機(jī)過程中,蜂鳴器會(huì)響兩次作為應(yīng)答聲。圖8-16所示電路中的B1為蜂鳴器,經(jīng)微處理器的60腳由驅(qū)動(dòng)器IC5 (2005)反相驅(qū)動(dòng)后工作。該系列空調(diào)器的狀態(tài)顯示電路由5個(gè)LED組成,這5個(gè)LED(見圖8-17)由微處理器的9、10、11、14、15腳直接驅(qū)動(dòng)。 室內(nèi)電機(jī)控制電路由調(diào)壓控制電路、同步信號檢測電路以及轉(zhuǎn)速反饋檢測電路等組成。 ①調(diào)壓控制電路:由圖8-14可知,調(diào)壓控制電路是通過調(diào)整室內(nèi)電機(jī)的輸入電壓來調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速的,由IC11中的雙向晶閘管完成室內(nèi)電機(jī)輸入電壓的調(diào)整。微處理器的1腳發(fā)出脈沖信號,經(jīng)反相器Q4反相后去驅(qū)動(dòng)IC11中的發(fā)光二極管。 ②同步信號檢測電路:用晶閘管調(diào)壓必須解決同步觸發(fā)的問題,這樣就必須獲得同步信號。在圖8-14中,同步信號的獲取電路由R43、R45、Q3、R7及C36組成。其工作原理是:由電阻R43、R45分壓后的正弦交流信號經(jīng)晶體管Q3檢波后,在Q3的集電極上得到周期為1Oms的脈沖,然后將其送入微處理器的51腳,作為同步信號。 ③轉(zhuǎn)速反饋檢測電路:室內(nèi)電機(jī)霍爾傳感器輸出的脈沖信號送至微處理器的53腳進(jìn)行計(jì)數(shù),以得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號,微處理器根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速與反饋轉(zhuǎn)速的差值來調(diào)整晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通角。 美的變頻空調(diào)器室外機(jī)控制電路主要包括交流電源濾波及保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)板保護(hù)與控制電路、復(fù)位電路、晶體振蕩器電路、E2PROM和運(yùn)行參數(shù)控制電路、微處理器引腳功能控制電路、通信電路、驅(qū)動(dòng)電路等。 (1)交流電源濾波及保護(hù)電路 由圖8-20可知,整流模塊DB1把220V電壓轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電壓,由電解電容對脈動(dòng)的直流電流進(jìn)行濾波。濾波電感T2用以改善濾波效果,減小動(dòng)態(tài)電流突變時(shí)直流電源的波動(dòng)。微處理器的14腳作為電壓檢測端,18腳作為電流檢測端。 (3) 復(fù)位電路: 復(fù)位電路的工作原理為: 在檢修時(shí)一般不易檢測復(fù)位電路的延時(shí)信號,可用萬用表檢測各引腳在上電穩(wěn)定后能否達(dá)到規(guī)定的電壓要求,在正常情況下上電后①、②、③腳的電壓分別為5v、5v和0v。如復(fù)位電路損壞,則表現(xiàn)為壓縮機(jī)啟動(dòng)后即復(fù)位、壓縮機(jī)不啟動(dòng)或室外機(jī)不工作。 判斷晶體振蕩器的好壞可以使用示波器測量,也可以用萬用表檢測其電壓,在正常情況下晶體振蕩器3個(gè)引腳的電壓分別為2V、0v和2V。晶體振蕩器損壞時(shí),故障現(xiàn)象為上電后室外控制板不工作,系統(tǒng)無法正常啟動(dòng)和工作。 ②四通閥通斷控制電路。若室內(nèi)機(jī)發(fā)出制熱命令,則室外機(jī)微處理器的50腳輸出高電平,反相驅(qū)動(dòng)器的14腳輸出低電平給繼電器,四通換向閥吸合,制冷劑改變流向,蒸發(fā)器和冷凝器互換角色,使空調(diào)器制熱。 220V交流電壓經(jīng)電壓互感器輸入,然后電壓互感器輸出一交流低電壓,經(jīng)D4半波整流以及R23、C24濾波之后,由微處理器進(jìn)行檢測,電壓高于260V或低于160V時(shí),空調(diào)器將進(jìn)行報(bào)警。 由于電流檢測電路在保護(hù)空調(diào)器方面很重要,因此熟悉這方面的電路對維修非常有用。如電流檢測電路出現(xiàn)故障,就有可能由于突然的大電流而導(dǎo)致電路損壞。這時(shí)可以用萬用表的歐姆擋檢測電流互感器的初級,看其是否開路。如果初級開路,則說明電流互感器損壞,應(yīng)進(jìn)行更換。如果初級正常,可用萬用表的歐姆擋檢測電流互感器的次級線圈,在正常情況下次級線圈的電阻為560Ω。如測得的電阻值偏大或偏小,都可能會(huì)引起空調(diào)器的電流檢測值異常。 (8)溫度傳感器電路 (9)微處理器的主要引腳功能 18腳:為電流檢測端,保證在規(guī)定的最大電流值以下正常運(yùn)行。超過限值時(shí),則自動(dòng)降頻以減小運(yùn)行電流;超過限值1.2倍時(shí),微處理器必須封鎖PWM脈沖,發(fā)出停機(jī)信號。 海爾柜機(jī)KFR-50LW/BP的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)有各自的控制電路,兩者通過電纜和通信線相聯(lián)系。室內(nèi)機(jī)控制電路采用的微處理器芯片型號為47C862AN-GC51,室外機(jī)則使用9821K03。 1.室內(nèi)機(jī)微處理器47C862AN-GC51 室內(nèi)機(jī)控制電路采用變頻空調(diào)器專用微處理器芯片47C862AN-GC51,該芯片內(nèi)部除了寫入空調(diào)器專用程序外,還包含程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器等電路,可對輸入的人工指令和傳感信號進(jìn)行運(yùn)算和比較,然后發(fā)出指令,對相關(guān)電路的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。 微處理器芯片47C862AN-GC51的主要引腳功能如下。 62腳:為開關(guān)控制端(多功能端口),低電平有效。62腳為低電平時(shí),56腳輸出一個(gè)高電平,點(diǎn)亮電源指示燈LED1,同時(shí)微處理器執(zhí)行上次存儲(chǔ)的工作狀態(tài)指令。若為初次開機(jī)加電,且用戶沒有輸入任何指令,則電路執(zhí)行自動(dòng)運(yùn)行程序,即空調(diào)器在室內(nèi)溫度高于27℃時(shí)按抽濕狀態(tài)運(yùn)行。 按下電源開關(guān),使該腳保持3s以上的高電平,蜂鳴器連響兩下,空調(diào)器即可進(jìn)入應(yīng)急運(yùn)行狀態(tài)。56、57、58腳:是顯示端口,高電平有效。其中,56腳為電源指示燈端口,57腳為定時(shí)運(yùn)行指示端口,58腳為運(yùn)行指示端口。室內(nèi)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),運(yùn)行指示燈LED3點(diǎn)亮。 2、4、10、11、12腳:為驅(qū)動(dòng)端,高電平有效。其中,2腳控制室外機(jī)供電繼電器SW301:4腳控制步進(jìn)電機(jī),帶動(dòng)導(dǎo)風(fēng)葉片,實(shí)現(xiàn)立體送風(fēng);10腳為室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)低速擋控制端,11腳為中速擋控制端,12腳為高速擋控制端。 室外機(jī)控制系統(tǒng)采用海爾變頻空調(diào)器專用的大規(guī)模集成電路9821K03(或98C029)。這種微處理器芯片具有溫度采集、過電流、過熱、防冷凍等保護(hù)功能,還可以輸出30~125Hz的脈沖電壓驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),使空調(diào)器的制冷功率從1匹升高到3匹。應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),輸出60Hz驅(qū)動(dòng)信號,使壓縮機(jī)按這個(gè)頻率定速運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)可以進(jìn)行壓力、電流測量等檢修工作。9821K03的功能框圖如圖8-22所示。 9821K03安裝在室外機(jī)控制電路中,收到室內(nèi)機(jī)傳送來的制冷、制熱、抽濕、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等控制信號后,經(jīng)分析處理后內(nèi)部程序發(fā)出指令,驅(qū)動(dòng)室外機(jī)風(fēng)扇電機(jī)、四通閥相應(yīng)動(dòng)作,并通過變頻器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電機(jī)的供電頻率和電壓,改變壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,同時(shí)也將室外機(jī)的有關(guān)工作狀態(tài)信息反饋給室內(nèi)機(jī)。 室內(nèi)機(jī)控制電路如圖8-23所示。整個(gè)電路可以分成電源供給、微處理器芯片工作保證、檢測傳感和驅(qū)動(dòng)等兒部分電路。 空調(diào)器工作時(shí),220V交流電壓加到室內(nèi)機(jī)的接線端子排座CN5上。電源變壓器T1的初級從CN5上得到220V交流電壓,其次級輸出13V交流電壓,經(jīng)二極管VD204-VD207整流和C214濾波后,得到12V的直流電壓。該電壓一路給IC102、微型繼電器SW301-SW305和蜂鳴器供電,另一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器V202 (7805)穩(wěn)壓和C106濾波后,得到5v電壓并加到微處理器IC1 (47C862AN-BG51)的64腳,作為工作電壓。 微處理器的復(fù)位電路和時(shí)鐘振蕩電路是其正常工作的保障。復(fù)位電路由IC103(MC34064P5)等組成。在接通電源時(shí),IC103的③腳產(chǎn)生復(fù)位信號,此復(fù)位信號送入IC1的22腳,IC1開始工作。電路正常工作后,ICI的22腳為高電位。 微處理器的時(shí)鐘振蕩脈沖由18、19腳外接的晶體振蕩器CR11O1提供,脈沖頻率為6.OMHZ。 當(dāng)紅外遙控器發(fā)出開機(jī)制冷指令后,遙控接收器JR將遙控信號送入微處理器IC1的46腳,IC1的31腳輸出高電平脈沖,驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出“嘀”的一聲,確認(rèn)信號已經(jīng)收到。同時(shí),輸入機(jī)內(nèi)的遙控器溫度設(shè)定信號與38腳送入的室內(nèi)溫度傳感信號進(jìn)行運(yùn)算比較,若設(shè)定溫度高于室內(nèi)溫度,微處理器IC1將不執(zhí)行制冷指令;若設(shè)定溫度低于室內(nèi)溫度,微處理器IC1發(fā)出指令,空調(diào)器開始制冷。 空調(diào)器的室內(nèi)送風(fēng)強(qiáng)弱也由微處理器IC1控制。風(fēng)速設(shè)定為高速擋時(shí),IC1的12腳輸出高電平并加到反相器IC102的7腳。反相器是繼電器SW301-SW305的驅(qū)動(dòng)器件,此時(shí)IC102的10腳輸出低電平,SW303得電吸合,室內(nèi)風(fēng)扇即高速運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時(shí),IC1的2腳輸出高電平,送到IC102的5腳,經(jīng)反相后從IC102的12腳輸出低電平,SW301得電吸合,給室外機(jī)提供220V交流電壓。IC1還向室外機(jī)發(fā)出制冷運(yùn)行信號,綠色運(yùn)行指示燈LED3點(diǎn)亮。設(shè)定功能后,IC1的4腳輸出高電平并送到IC102的3腳,經(jīng)反相后從lC102的13腳輸出低電平,SW305得電吸合,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)立體送風(fēng)。 海爾KFR-50LW/BP變頻柜機(jī)的室外機(jī)控制電路如圖8-25所示。 開關(guān)電源提供的4路14V直流電壓經(jīng)插件CN108給功率模塊供電。從T1的8端產(chǎn)生的電壓經(jīng)VD116、C412整流濾波后輸出12V的直流電壓,給微動(dòng)繼電器SW1-SW4和反相器IC1供電。 (2)微處理器工作保證電路 控制電路工作時(shí),首先檢測室外溫度、壓縮機(jī)溫度及室外熱交換器的溫度。如果檢測數(shù)據(jù)不正常,則通過串行通信接口向室內(nèi)機(jī)發(fā)出異常信息,并顯示故障進(jìn)行報(bào)警。如果檢測數(shù)據(jù)正常,則接收室內(nèi)機(jī)傳來的制冷指令,從IC2的52腳輸出高電平至反相器IC1的4腳,IC1的13腳變成低電平,使SW3得電吸合,電阻元件PTC1短路,給功率模塊提供大的工作電流。 電路經(jīng)延時(shí)后,IC2的55腳輸出高電平并送到IC1的1腳,IC1的16腳輸出低電平,使SW1得電吸合,室外機(jī)風(fēng)扇電機(jī)得電工作,以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí),IC2從④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨腳輸出0~125Hz驅(qū)動(dòng)信號給功率模塊,使壓縮機(jī)工作。 若設(shè)定溫度與室內(nèi)溫度相差較大,室內(nèi)機(jī)微處理器向各室外機(jī)發(fā)出滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)信號,空調(diào)器壓縮機(jī)的輸出功率即由1匹變到3匹,同時(shí)室外機(jī)風(fēng)扇電機(jī)自動(dòng)變換成高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 室內(nèi)機(jī)發(fā)出制熱指令時(shí),IC2則從53腳輸出高電平給IC1的3腳,IC1從14腳輸出低電平,SW4吸合,電磁四通閥得電吸合,制冷劑改變流向,空調(diào)器以制熱方式運(yùn)行。與此同時(shí),室外機(jī)電路板上的LED指示燈點(diǎn)亮。 空調(diào)器工作后,電流檢測元件TA從壓縮機(jī)供電線路中取樣,檢測壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。電流檢測信號送入IC2的18腳。若連續(xù)兩次出現(xiàn)過電流信號,微處理器則判斷壓縮機(jī)電流異常,立即關(guān)閉室外機(jī)風(fēng)扇電機(jī)和壓縮機(jī),并發(fā)送室外機(jī)故障信號到室內(nèi)機(jī),室內(nèi)機(jī)關(guān)閉并顯示故障進(jìn)行報(bào)警。 在一般情況下,室外機(jī)風(fēng)扇電機(jī)與壓縮機(jī)同時(shí)啟動(dòng),但延遲30s關(guān)閉。 室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間采用異步串行通信方式??照{(diào)器工作時(shí),以室內(nèi)機(jī)為主機(jī),室外機(jī)作為從機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)系。若控制系統(tǒng)的微處理器連續(xù)兩次收到完全相同的信息,便確認(rèn)信息傳輸有效:若連續(xù)2min不通信或接收信號錯(cuò)誤的話,微處理器就發(fā)出故障報(bào)警并關(guān)閉室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)。 |
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