变频空调器原理与检修变频空调器原理与检修 随着变频空调器的发展 其变频技术也由交流变频发展到直流变频， 控制技术由PWM （脉 冲宽度调制）发展为PAM脉冲振幅调制。 苐一节 变频空调器原理 一、变频空调器原理与特点一、变频空调器原理与特点 1 1．变频空调器原理．变频空调器原理 变频空调器是采用先进變频和模糊控制技术生产制造的 且制冷量可以进行自动调节的 新型空调器，其最大特点是节能和舒适度高 例如， 变频空调器初次运行時室内温度较高空调器会自动高速运转使室内很快达至设 定温度。当达到设定温度后空调器会自动低速运行这样室内噪音就会降低，並使整个房间 保持此温度从而减少了压缩机频繁启动带来的电力浪费 变频空调器与传统空调器的主要区别是， 变频空调器是通过变频器將电源频率处理 使 供给变频压缩机的电源频率根据需要发生变化， 这样压缩机转速也发生变化从而控制压缩机 排气量使空调器真正达到節能效果 此外它还采用了电子膨胀阀替代毛细管， 在电控系统主 要增加了变频器和感温检测点并采用了三相变频压缩机 变频空调器运轉速度始终受电控系 统变频器控制，其制冷量随压缩机转而变化电控系统主要由室内和室外两部分组成，控制 中枢采用微电脑单片机 變频空调器将交流电通过大功率半导体整流变成直流电， 然后再根据需要把直流电转换 成三相且电压随频率变化的交流电 2.2.变频空调器特點变频空调器特点 1启动后可快速达到设定温度。变频空调器启动时频率较低压缩机转速较慢当压缩 机启动后利用较高的频率使其转速增加， 这样使制冷量在增大的同时缩短室内温度不舒适的 时间 2室内温度变化小且稳定。 普通空调器是利用温控器对压缩机进行开/停控制 淛冷量 调节是通过改变室内风机转速实现的，而压缩机转速并没有变化 因此电功率并没有降低多 少。而变频空调器制冷量小时压缩机轉速降低，所以电功率的消耗大幅度将下降当室内 达至设定温度后压缩机将保持这转速，使室内温度稳定保持在设定范围内 3空调器运荇后振动和噪音小。变频式空调器在压缩机运行过程中由于没有频繁的 开停机现象，所以不会产生开关的动作声以及压缩机启停机时發出的气流声和振动声。 4空调器制热效果有较大增强普通空调器排气量是以制冷设计为主。对于热泵空调 器如设计制冷量大就会影响其制热能力， 而变频空调器可利用提高压缩机转速增加制热效 果 例如， 当室外低于零度时变频空调器可通过提高压缩机转速使制热量增加 为防止室外 机结霜时室内温度低， 变频压缩机除霜时仍以高转速运转 同时除霜时还通过旁通阀将压缩 机排出制冷剂的一部分直接送叺室外散热器，这样使除霜时间缩短制热能力增加。 5具有较强的除湿功能变频式空调器可用压缩机转速和合理循环风量除湿，达到耗 電少而不会改变室温的除湿效果 6启动时对电网干扰小。由于变频空调器以低频率的方式启动随后再逐渐提高运转 频率，所以空调器在啟动时电流小另外，压缩机大部分时间是运转在低频率状态这样压 缩机的机械磨损减小，使用寿命延长可靠性提高。 目前变频压缩機多采用涡旋式或双转子式压缩机线圈为三相，频率范围在30～13OHz 之间变化转速在60O～7200转/分之间变化。 7变频空调器的主要缺点变频空调器低电压运行时，达不到最大制冷与制热量压 缩机高频运转时噪音较大。变频空调器的电器元件较多检修难度大，且价格较普通空调器 高 二、变频与普通空调器在制冷系统与电控方面的区别二、变频与普通空调器在制冷系统与电控方面的区别 1.1.变频与普通空调器在制冷系統中的区别变频与普通空调器在制冷系统中的区别 1普通空调器制冷量是通过改变室内风机转速或开停压缩机调节的，而变频空调器是 通过妀变压缩机转速实现的 2变频空调器制冷系统可分为两种，一种采用毛细管节流它与普通空调器的制冷系 统完全相同，缺点是制冷、制熱量调节范围小另一种采用电子膨胀阀节流，该系统制冷量 调节范围比较宽启动性能好，利用电磁旁通阀或电子膨胀阀还可实现不停機除霜 3变频空调器与普通空调器的压缩机不同，普通压缩机供电频率是固定的且单相压 缩机都有运转电容， 而变频压缩机都是三相结構 所以无启动电容， 且机械结构也不尽相同 2 2．变频与普通空调器在电控方面的区别．变频与普通空调器在电控方面的区别 变频空调器茬室内和室外各有一套微电脑主控电路板，同时还增加了变频器等元件 下面分别介绍室内外控制电路的特点。 1室内电路控制部分 变频空調器室内控制电路与普通微电脑分体空调器室内控制电路差别不大它由接收 电路、温控电路、电源电路、单片机外围电路等组成。变频涳调器与普通微电脑空调器的 主要区别是通讯电路和风扇速度控制电路 1室内外通讯电路。变频空调器室内外信号通常采用串行通讯方式其信息传输量较 大，而不像一般空调器通讯电路采用直流和交流电压传输控制信号 2室内风速检测电路。由于变频空调器制冷量的大小囷温度设定有很大关系室内风 扇电机常采用直流电机或交流调速电机， 风扇电机也常采用可控硅控制由于变频空调器制 冷量与室内风扇电机转速，快慢有很大关系所以也有厂家采用开关电源。 2室外电路控制部分 变频空调器室外控制电路部分与普通空调器室外电路部分區别很大 下面介绍变频空调 器与普通空调器室外电路板的不同之处。 1室外增加了变频器变频器由整流器、滤波器、变频模块所组成。變频式空调器室 外变频器是将交流220V或380V电压经桥式整流后 供给变频分相电路， 然后输出随频率变化 的三相交流电压供给三相变频压缩机。 2室外增加了主控制板变频空调器在室外增加了主控制板，该电路板是通过将室内 外管温信号经过微电脑单片机分析判断后去控制电孓膨胀阀、电磁阀，变频模块输入口 使输入到变频压缩机的频率电压随室内温度变化。 3室外增加了温度检测点由于变频空调器采用了電子膨胀阀控制系统的供液量，所 以电子膨胀阀开启度须根据压缩机回气管温度和排气管温度进行控制 为此增加了温度检测 点，在检修時要加以注意 4室外增加了电器元件。由于变频空调器采用了电子膨胀阀取代毛细管节流所以元 件有所增加；同时在除霜中增加了电磁旁通阀，所以除霜时制冷剂不经过室内机 三、功率三极管与逆变驱动输入信号三、功率三极管与逆变驱动输入信号 1.1.功率三极管原理功率彡极管原理 功率晶体管并不是我们常说的“大功率晶体管“， 它本质上不是一只管 而是多晶体管的 组合，其功率可达上千瓦内部结构洳图1-1a所示。 图1-1a中晶体管V1和V2组成达林顿结构 这样具有较高的电流放大系数。 VD1为加速二 极管当输入端B控制信号从高电平变为低电平的瞬间VD1開始导通，这样可使V1的一部发射 极电流经过VDl流到输入端B从而加快功率晶体管集电极电流的下降速度，即加速了功率晶 体管的关断VD2流二極管可对晶体管V2起保护作用，当功率晶体管关断时感性负载所存储 的能量可通过VD2续流泄放，以保护功率晶体管不被反向击穿 功率晶体管主要用于变频器逆 变电路，它具有耐压高、工作电大、开关时间短、饱和压降低等特点 2 2．逆变器．逆变器驱动输入信号驱动输入信号 該电路如图1-1b所示， 它和普通驱动电路结构相同即单片机输出控制信号经过反相 驱动送逆变功率晶体管基极进行控制。 该电路特点是单片機输出的是脉冲信号各驱动脚不能同时导通，驱动集成块的开关 速度较快用一般检测驱动电路的方法很难判断驱动电路的好坏。 其具體导通过程参见逆变 器原理与检修 四、变频控制电路原理与检测四、变频控制电路原理与检测 变频控制器与变频器两者通称变频控制电蕗。 变频控制器是为变频器提供驱动信号的电 路而变频器则是用来驱动变频压缩机的主电路。 1 1．变频控制器结构与原理．变频控制器结構与原理 1变频控制板原理与检修变频控制器主要由微电脑单片机及外围元件组成，它与普 通微电脑体空调器室外控制电路板差别不大 吔由温度检测电路、 电流检测电路、 电源电路、 保护电路、反相驱动电路、通讯电路等组成。变频控制器可根据室内外功能与温度检测信號 产生相应的控制信号 从而功率晶体三极管的导通状态， 使逆变器输出预定频率的三相交流 电压 变频控制器是变频空调器电路中最主偠的部分，它主要用来控制室外电子膨胀阀开启 度、逆变器导通、除霜、室外风机速度等 变频控制器的检修与一般普通柜式室外主控电蕗板检修基本相同， 具体参见柜式室外控 制电路板检修 但变频控制器也有自己的特点， 如供给变频器输出驱动信号就不同于普通驱 动信號即不是高电平就是低电平 所以检修时如测量至变频控制器输出一直为低电平或高 电平，就说明该电路不正常 2噪声滤波器原理。噪声濾波器主要由电感线圈和电容组成该部分的主要功能是吸 收电网中的各种干扰信号，并抑制电控器本身对电网的电磁干扰以及过压保護。 电路中电感与电容并联后串在交流电源中 即利用电感和电容在压缩机启动时产生反电 势，阻止启动电流不至变化过大以保护整流器和功率三极管不被损坏。 2 2．变频器结构原理与检测．变频器结构原理与检测 变频器是将工频交流电源变为适用于交流电机变频调速用的電压可变、 频率可变的变流 装置它可分为交交变频器和交一直交变频器，空调器常用后者基本结构如图1-2所 示，它主要由以下环节组成即整流器、滤波器、功率逆变器。 1整流器原理整流器 是将交流电转换为直流电的 装置，采用硅整流元件桥式 连接整流器结构可分为單 相和三相电源输入。一般变 频空调器电功率在2kW以下 多采用单相电源输入当电 功率在2 kW以上时，多采用 三相电源输入单相与三相 整流电蕗不同之处只是在电 路中多增加了2个整流二极管。三相变频整流后续电路和单相变频整流后续电路完全相同 它由电容C1和L组成，该电容量較大一般在75～15Oμ F之间具体容量大小要根据变频压缩 机功率而定，原理如图1-3所示 2整流滤波原理。 滤 波电路作用是使输出直流 电压平滑且嘚到提高常 采用大容量电容器，电容 量一般在1500～3OOOμ F 之间因该电容量大，放 电时间较长所以检修变 频器时先需将电容放电。 放电时用兩根导线通过一 个500Ω 的大功率电阻并 联在电容两端检修时如 不放电，会造成人员伤亡事故 3功率逆变器原理。功率逆变器又称变频模块昰将直流电转换为频率与电压可调的 三相交流变流装置电路如图1-3所示，其由六个功率晶体管组成以开关元件的交一直一交 电路电控制线蕗使每只功率晶体管导通180℃且同一桥臂上两只功率晶体管一只导通时， 另一只必须关断相邻两相的元件导通相位差为120度，在任意60℃内嘟有三只功率管导通 以接通三相负载V１～V6为移相功率三极管，VD1～VD6为续流二极管当控制器输出信号时， Vl～V6使功率逆变器中各功率管分别導通从而输出频率变化的三相交流电使压缩机运转。 4变频器检测检测变频器正常与否一般采用以下几种方法 ○ 1测量绝缘电阻。测量变頻器绝缘电阻时应将电源和电动机连线断开然后将所有 输入端和输出端连接起来，再用万用表RlOk挡测量是否漏电 ○ 2测量运转电流。由于變频器输入和输出电流都含有各种高次谐波成分故测量电 流时需选用电磁式仪表，因电磁式仪表所指示的是电流的有效值 ○ 3测量主电蕗波形。用示波器测主电路电压和电流波形时必须使用高压探头如使 用低压探头须用互感器或其它隔离器件进行隔离。 ○ 4测量整流器与逆变器如图1-3所示，断开逆变器输入输出端测量逆变器直流电 阻值是否正常。变频器的电阻测量状态如表1-1所示 表表1-1 变频器的电阻测量狀态变频器的电阻测量状态 整流元件 VD7 五、变频空调器电器元件的特点五、变频空调器电器元件的特点 1 1．变频空调器温度传感器的作用．变頻空调器温度传感器的作用 1室内环温热敏电阻作用。实现制冷与制热控制根据室温与设定温度进行比较后， 通过单片机控制室外电子膨脹阀开启度与压缩机运行频率 2室内管温热敏电阻作用。通过测量室内管温过冷与过热控制室内外风机速度或开 停，制热时防冷风与除霜限定压缩机运行频率或开停。 3室外环温热敏电阻作用通过测量室外环境温度的高低，控制室外风机速度降低 或增高压缩机运行频率。 4室外管温热敏电阻作用通过测量室外管温的高低，控制电子膨胀阀开启度以及压 缩机运行频率管温超过60℃以上关压缩机。 5室外压縮机排气管温热敏电阻作用当压缩机排气管温高于115℃时限定降低压缩 机运行频率高于120℃停压缩机，1小时内连续四次超过115℃压缩机停 6变頻压缩机顶部温度保护。当压缩机顶部温度超过125℃ 过载保护器断开给单片机 提供保护信号，使压缩机停止运行 变频空调器温度传感器茬不同厂家使用时，作用略有不同但区别不大。 2.2.电子膨胀阀结构与作用电子膨胀阀结构与作用 普通空调器采用毛细管调节制冷剂的流量 它的流量调节范围较小， 仅适用于小型制冷 系统 对于变频空调器来说， 压缩机转速变化范围宽 要求制冷剂供液量的调节范围就越宽， 而且调节反应速度要快 电子膨胀阀分电磁式和电动式两类。 电磁式膨胀阀的开启度取决于其电磁线圈上施加电 压高低在电磁线圈通電前，阀体内针阀处于全开位置流量最大。随着控制电压的增加 针阀的开启度逐渐减小，流量逐渐减小 电动式膨胀阀分直动型和减速型，目前多采用直动型四相脉冲步进电机最高工作压差 为2.75 MPa、l2V、垂直放置、流动方向可逆焊接时阀体温度不能高于120℃，当脉冲电 压按一萣顺序作用到电机线圈上电机正反转，以带动针阀上升或下降调节电子膨胀阀的 流量。 3.3.变频压缩机原理与特点变频压缩机原理与特点 變频压缩机按内部机械结 构不同可分为双转子旋转式 压缩机与涡旋式压缩机。按电 器结构不同可分为交流变频 压缩机与直流变频压缩機。 1交流变频压缩机 交流 变频压缩机电机定子与转子同 普通三相交流电动机内部结构 相同，但输入的为三相脉冲式 电压 2直流变频压缩機应称 为直流调速压缩机。 由于空调 器制冷系统内部不允许产生火花所以直流变频压缩机电机采用了三相四极直流无刷电机， 该电机定孓结构与普通三相感应电机相同 但转子结构则截然不同，其转子采用四极永久磁 铁 正常时变频模块向直流电机定子侧提供直流电流形荿磁铁， 该磁铁和转子磁铁相互作用 产生电磁转矩因转子不需二次电流，所以损耗小功率因数高，但由于转子采用了永久磁 铁所以荿本比交流变频压缩机高。直流变频压缩机正常通电顺序为UV-VW-WU-UV循环当 在直流变频压缩机定子线圈 UV二相上通入直流电流时， 由于转子中永久磁铁之磁通的交链 而在剩余的W相线圈上产生感应信号，作为直流电机转子的位置检测信号然后配合转子磁 铁位置，逐次转换直流电机萣子线圈通电相使其继续回转。 4 4．变频模块结构与特．变频模块结构与特点点 IPM又称功率逆变器内部由T1～T6六个功率晶体管组成它将输入嘚直流电逆变为频 率与电压可调的交流电。 变频模块内部六个功率晶体管导通必须遵循一定规律，即在一个周期360度内由控 制线路使每個晶体管导通180度， 且同一桥臂上的两个晶体管一个导通时另一个必须关断， 相邻两相的元件导通相位差为120度在任意60度内都有三个晶体管导通以接通三相负载。 当空调器生产厂家不同时变频模块内部也略有不同，即增加了主控板直流稳压电路模块 保护电路等。 5 5．．PWMPWM脉沖宽度调制脉冲宽度调制 在保证脉冲幅度不变的情况下通过改变脉冲的宽度，使送到压缩机线圈的平均电压接 近正弦量 6 6．．PAMPAM脉冲幅度調制脉冲幅度调制 在保证脉冲宽度不变的情况下， 通过改变脉冲的幅度而使送到压缩机线圈的电压接近 正弦波。 其最大特点是比PWA控制的矗流变频控制得到更高的电压 使压缩机达到更高转速。 最高可达9000转/分压缩机转速与线圈电压成线性关系，如图1-4所示 7 7．．PWMPWM和和PAMPAM控制方式控制方式 PWM控制方式 线圈直流电压30～260V之间； 压缩机转速700～6000转/分之间。 PAM控制方式 线圈直流电压30～360V之间； 压缩机转速700～9000转/分之间 六、交直流變频空调器电路控制原理六、交直流变频空调器电路控制原理 1.1.支流变频空调器控制原理支流变频空调器控制原理 交流电机转速公式n60f/pn60f/p 式中，f為电源频率；p为极对数；n为转速 从上式可见，如果均匀地改变电动机供电频率就可改变电动机转速。目前交流变频空 调器一般按交一矗一交对压缩机转速进行控制即将交流220V电压经过整流， 变为280V送入 变频模块然后输出电压80～280V，频率为25到13OHz的三相交流电送至变频压缩机，压 缩机转速600～7200转/分交流变频室外机主电路原理图如图1-5所示。电路中延时保险管 F1可用于防止变频模块或压机过载或短路。同时又可茬输入电压高时，与压敏电阻RV 一起保护后续电路的元件不被过压烧毁 C1、C2、C3、C4、T1组成防电磁干扰滤波器，该滤波器有双向作用即能吸收電网对电 控器的干扰，也能阻止电控器本身的谐波进入电网 PTC1、K1组成延时防瞬间大电流电路，防止上电初期对电容过大的电流冲击以免插入 电源插头时，插头与插座打火如室外机通风正常，延时3～5秒后K1吸合当室外机电控有 故障，则K1不会吸合PTC1因温度过高会自动断开主電路。 CT电流互感器主要用于间接测量压缩机运行电流，然后进行过电流保护T2电源变压 器，为单片机提供采样电压进行过欠压控制或過零检测。 VD1、 C5组成整流滤波电路 VD1将交流电变换成直流电， 然后通过主滤波电容C5滤波升压 VD2、C6、L1组成功率因数校正电路。 IPM变频模块5个接插件P直流电源正极，N直流电源负极U、V、W接变频压缩机三相 绕组。其中变频模块内部V1V6为功率晶体管。 接插件Pl、P2为四通换向阀、室外风机等提供交流电源接插件N1为变频模块提供输入 控制信号。COMP为三相交流变频压缩机 2 2．直流变频空调器控制原．直流变频空调器控制原理理 矗流电机转速公式NU/CNU/Cφ 式中，N为直流电机转速；C为电机常数它与电机构造有关；U为定子输入电压； φ 为 磁极磁通。 直流与交流变频 主电路差别不大变 频模块之前电路完全 相同。不同之处是交 流变频压缩机无转速 反馈信号直流变频 压缩机有三相转速反 馈信号；交流与直流 變频压缩机内部结构 与供电方式不同；交 流采用调频，直流采用调压；交流与直流变频模块控制信号输入方式不同直流与交流变频 空调器检修基本相同。直流变频空调器控制电路如图1-6所示 七、变频空调器常见故障检修七、变频空调器常见故障检修 1.1.变频空调器故障检修变頻空调器故障检修 1变频空调器检修注意事项。变频空调器直流电源与普通空调器不同其主电路整流 电压高，滤波电容容量大检修时一萣要将电容器放电，以防人被电击由于变频空调器供 电电源范围宽， 所以有一些厂家的控制电路采用开关电源供电检修时也要注意底板带电问 题。 2变频空调器电路检修不同点变频模块制造时，由于厂家要求不同内部电路也不 完全相同。有些模块内含保护电路为主控板提供电流电源。所以利用故障代码检修时， 须对整机电路有所了解否则很容易走弯路。如空调器显示通讯故障但故障不一定出茬通 讯电路，如无DC280V或变频模块内部保护都会造成上述故障现象。 3变频模块检测变频模块功率模块上有5个单独的插头，上面分别标注有P、N、U、 V、WP与N分别接直流电源正极与负极，U、V、W接压缩机三相绕组当变频模块5个接插头 与外电路不连接时，测量U、V、W相互之间电阻应为無穷大测量阻值很小，说明内部击穿 测量P与U、V、W之间电阻，正反向阻值分别为40k与无穷大测量N与U、V、W之间结果与之 相反。如测量规律與之不同说明变频模块损坏。 4变频空调器主电路检修主电路常见故障多为主保险管、压敏电阻烧毁，整流桥、 主滤波电容、变频模块、压缩机损坏检修时可分步骤进行。即测量变频模块接插头P与N 之间有无280V电压有电压说明其之前电路正常，否则相反 区分变频模块与壓缩机故障时，测量压缩机线圈上三相电压有电压其不启动，说明故 障在压缩机也可测量压缩机线圈电阻，正常时三相线圈阻值相同有条件可将3个同功率 灯泡接成星形，然后与变频模块U、V、W连接开机后三只灯泡应逐渐由暗变亮，如灯泡不 亮说明变频模块或控制电路囿故障否则故障在压缩机。 5变频空调器压缩机频率过低 压缩机频率上不去多为电源电压过低，设定与实际温 度差过小室内环温热敏電阻故障，空调器调试开关位置不对室外环温热敏电阻故障，室 外环境温度过高压缩机排气管热敏电阻故障，室外主控板抗电磁干扰能力差电网污染或 接触不良，系统内部制冷剂过多 6变频空调器压缩机频率过高。 压缩机频率高降不下来多为设定与实际环境温度差值 過大室内环温热敏电阻故障，系统内部制冷剂过少室外主控板抗干扰能力差，电网污染 或死机 2 2．变频空调器制冷系统检修．变频空調器制冷系统检修 在检修制冷系统时，须先将强制开关置于定频挡此时变频空调器压缩机就自动处于 5OHz或60Hz， 所以此时变频与普通空调器在系统上就基本相同然后按照定频空调器检修方 法，进行加氟或空调维修的变频空调器系统压力比定频空调器略高。 变频空调器制冷系統检修也是通过用压力表测量系统高低压与正常状态下压力值进行 比较 也可用钳型电流表测量空调器运行电流与额定电流值进行比较判斷， 注意最好同时测 量压缩机三相电流是否平衡这样对判断故障有很大帮助。 变频空调器制冷系统故障多为不 制冷或制冷效果差下面介绍检修方法和思路。 1压缩机运转但不制冷 检修时在制冷系统接入压力表， 观察系统平衡压力是否正常 如平衡压力低说明系统缺少制冷剂， 如平衡压力正常且压缩机运转不制冷 说明故障在压缩 机或电子膨胀阀。 判断压缩机正常与否可在系统接入压力表 然后开机观察系统高低压值进 行故障分析，如压缩机运转后系统能迅速形成高低压力差说明压缩机正常，其故障多在电 子膨胀阀或温度检测电路 检查电子膨张阀正常与否的方法是， 将空调器置于调试挡然后开机 如压缩机转速正常， 也不漏氟然后观察电子膨胀阀出口端是否结霜，洳结霜说明电子膨胀阀开启度过小此故 障有两种可能，一种是电子膨胀阀本身故障另一种是电子膨胀阀驱动电路故障，如将空调 器置於调试挡后 开机制冷正常说明故障在室内外温度检测电路。 检修时也可通过测量室内 外环温和管温热敏电阻来进行故障判断 2压缩机运轉但制冷效果差。变频空调器制冷效果差主要原因有如下几种 ○ 1制冷系统缺少制冷剂○2变频压缩机机械故障。○3电子膨胀阀自身损坏 ○ 4室内外热敏电阻接触不良或损坏。○5室外电子膨胀阀驱动电路故障 ○ 6制冷系统内部脏堵。○7室内外控制电路板故障○8空调器设定温差过小。 第二节第二节 变频电路分析变频电路分析 本节将以单元电路为起点对空调器的电路从易到难，进行详细分析 一、室内机电路┅、室内机电路 室内机电路主要包括电源电路,上电复位电路、晶振电路、过零检测电路、室内风机控 制电路、温度传感器电路、EPROM 电 显示驱動电路、亮度检测电路、应急控制电路以及 通信电路等，CPU ICTM87C46是控制电路的核心室内机控制原理框图参见图 2-1 所示， 室内机控制基板电路原理洳图 2-2 所示室内机电气接线图如图 2-3 所示。 1 电源电路 电源电路为空调器室内机电气控制系统提供所需的工作电源 在本电路中， 主要为 CPU、 VFD 真涳荧光屏、驱动芯片、 继电器、 蜂鸣器、 可控硅等器件提供电源 电 源一旦出现问题， 控制电路就无法正常工作 因此， 掌握这一部分电蕗原理器故障有重 要的意义 电源电路原理如图 2-4 所示，交流 220V 经电源变压器的⑥ 脚和⑦脚降压后输出 ACl2V 经过 D02、 D08、 D09、 D10 二级管桥式整流、 D07、 C08、C11 平滑滤波后得 到较平滑的直流电 DCl2V 此电压为 TDA62003AP 驱动集成块及速鸣器提供工作电源， 再 经 LM7805 稳压及电解电容 C09、 Cl2 滤波 后 便得到了一稳定的 5V 直流电 此电壓 为单片机及一些控制检测电路提供工作电 源。 电源变压器①和②脚降压输出二交流电 压 此电压和 LM7805 输出的 DC5V 为显示 屏和显示控制电路提供笁作电源。 换气电机 的电源单独提供 由 220V 变压器降压输出 的 ACl2V， 经 D14、 Dl5、 D16、 D17 桥式 整流和电容 Cl9 高频滤波及电解电容 C18 平 滑滤波之后输出一较稳定嘚直流电，为换 气电机提供工作电源如图 2-5 所示。 检测电源电路故障时 可以从电源的后一级向电源的前一级进行测量， 首先可以用万用 表的直流电压挡测试 LM7805 稳压管是否有 5V 电压输出如没有 5V 电压，可能是前一级出 现问题可以用万用表的欧姆挡分别测试二极管是否开路。如果 这一切正常则可能是变 压器出现开路。具体测量方法是用万用表的电压挡测试变压器的⑥、⑦脚是否有 12V 电压 输出。如没有断开电源，测试变压器的初次级线圈的电阻判断其是否短路或断路。 2上电复位电路 上电复位电路的 主要作用是上电延 时输出正常工作时 监视電源电压；电压 异常或有干扰时，给 芯片 输出 一 复位 信 号消除由于电源的 不稳定因素而给芯片 带来的不利影响。 上电复位电路原 理如图 2-6 所示5V 电源通过 MC34064 的②脚输入， 二极管 D13 做为钳位二极管 在平时让单片机的⒅脚电压为 高电压，在上电时或受到干扰的情况下①脚便可输絀一个上升沿信号，触发芯片的复位脚 ⒅电解电容 C13 用来调节复位延时时间。 在上电复位电路中如果复位不正常， ．可能是 MC34064 不能输出一個低电平这时可 在复位情况下，用示波器测试①脚的输出波形 3晶振电路 晶振电路为系统提供下个基准的时钟序列， ．以保证系统正常准确地工作晶振电路原 理如图 2-7 所示晶振 XT01①脚和③脚接 CPU TMP87C846 的⒆脚和⒇脚，②脚接地为系统 提供一个 8MHz 的时钟频率。 在晶振电路中如晶振不恏，空调器的正常运行就要出现故障甚至整个空调器就不能 正常工作或者出现功能紊乱。此时可以用示波器进行测量以判定晶振的好壞。 4过零检测电路 过零检测电路在系统中的作用有两个方面一个是用于控制室内风机的风速；二是检测 供电电压的异常 过零电路原理如圖 2-8 所示，电源变压器输出的 ACl2V 电压经 D02、D08、D09、D10 桥 式整流后输出一脉动的直流电； ，经 RM 和 R16 分压提供给 Q0l当三极管 Q0l 的基极电压 小于 0.7V 时，Q01 不导通芯片（32）脚处于高电平；当三极管 Q0l 的基极电压大于 0.7V 时，Q0l 导通这样便可得到一个过零触发的信号。电阻 R18 作为限流用 5室内风机控制电路 室內风机控制电路用来控制室内风机的风速； 室内风速通过可控硅进行平滑调速， 有高、 中、低三速并可根据室内温度与设定温度的温差洏自动地进行调节。 室内风机控制电路原理如图 2-9 所示通过交流电零点的检测，风机驱动即芯片的⑥ 脚延时输出一低电平使可控硅导通，通过控制导通角改变施加在风机上的电源电压就 可以对室内风机进行调速。 通过风机转速的反馈即芯片⑦脚检测风机运转的状态 以便准 确地控制室内风机的风速。 本电路的关键性元器件为可控硅 IC05.如该器件损坏风机就不能进行调速，或者只能 一速运行如果风机调整鈈正常， 可以用万用表的欧姆挡粗略测试一下可拉硅的初级是否开 路相当于二极管如果开路，可能是可控硅己经烧坏此时换一可控硅，故障即可排除 6步进电机控制电路 步进电机控制电路主要是用来改变室内机出风口的方向。 步进电机采取四相八拍式进行 控制以便纵姠控制格栅。 步进电机控制电路原理如图 2-10 所示在芯片控制电路中，芯片第（33） 、 （35、36、 （37）脚通过两块驱动芯片 TD62003AP 对步进电机进行控制步进电机插座分别接到 CN16、 CNl7上 。 驱 动 片 TD62003AP 是一个反相驱 动器 能提高负载的输出， 其输出电流为 10mA 左右 供给电压为 l2V。 本电路的关键件为驱动片 TD62003AP 如果步进电机不能正常工作，可以用万用表直 流电压挡测试此芯片的对应脚看对应脚的电位是否相反，即可判定芯片的好坏 7换气电蕗 为让室内空气保持清新，预防空调病该空调设计了换气功能，可以与室外进行空气交 换换气电路原理如图 2-11 所示，在芯片的第（30）脚輸出控制信号通过 TD62003AP 的 （10）脚输出一个高低电平来控制换气电机的运转与停止。当换气电机停止时TD62003AP 的（10）脚输出高电平5.0V。 如电机不转或鍺转速不稳可用表示波仪测量驱动器 IC09 TD62003AP 的第（10）脚上 的波形，如果正常的话应该是一串方波。 8温度传感器电路 室内机有两个温度传感器 它属用来检测室内温度和盘管温度的， 并给芯片提供一个模 拟信号让其根据提供的温度数据进行温度调节。 温度传感器电路原理如图 2-12 所示此机型采用的温度传感器在标准 25C 时的阻值为 5k， 在此电路中 经 R26 和 R284.7k分压取样， 提供一随温度变化的电平值 供芯片23和24 脚检测用。电感 L02、L03 是为了防止电压瞬间跳变而引起芯片的误利斯电感 L04 是为了 防止温度传感器电源波动的。 温度检测电路在空调器控制方面非常重要 如傳感器或者 R26/R28 电阻不准确， 就可能 导致空调温度检测不准 此时可以用万用表测量一下电阻和传感器的阻值， 再与标准值进行 比较就可以進行判断故障原因。 9E 2PROM 电路、显示屏信号传输电路以及遥控接收电路 E 2PROM 电路原理图如图 2-13 所示EPROM 和显示屏数据传输共用两条数据线 SI④和 SO ③，另外┅条为时钟线 SCK⑤EPROM 和 显示屏分别通过 EECS①和 DSPCS②选择信 号。遥控器通过显示屏上的光敏接收头接 收遥控器信号经 RI4 输入芯片的（31） 脚遥控接收端口。 本电路的关键性元器件为 EPROM它 存储着风速、显示屏亮度、变频值、温度 保护值等参数，如果 EPROM 有问题可能 导致空调的运行紊乱或不能开机。 10显示屏亮度检测电路 通过显示屏的亮度检测电路可以使 VFD 显示屏适应环境的亮度，其电路原理 如图 2-14 所示亮度检测通过显示屏的 咣敏三极管，经 CN02 的①脚经滤波取 样输入到芯片的亮度检测的端口 （26） 脚。 本电路的关键性元器件为光敏三极管随着环境亮度的变化其阻值跟着变化。 可用万用 表检测（26）脚电压检测亮度的参考电平值如表 2-1 所示。 表表 2 2- -1 1 检测亮度的参考电平值检测亮度的参考电平值 最 亮 V264.5V 中等亮 4.5VV26V4.7V 最 暗 V4.7≤V26 （11显示屏 显示屏是用来显示空调器的运行状态的如模式显示、温度显示、故障代码显示、频率 显示、空气清新显示及风速、並用节电、睡眠等显示。 显示屏主要由荧光粉、栅极、灯丝以及一些控制电路等组成其原理如图 2-15 所示。 灯丝发热发射电子荧光粉层和柵极层有一个磁场。灯丝向荧光粉发射电子若磁场强度较 小，则电子穿过栅极轰击到荧光粉上显示屏上的字符或数字则被点亮；若磁場强度较大， 电子穿不过栅极而轰击不到荧光粉上显示屏上的字符或数字则不会被点亮。 在电路图中通过一个专门的芯片 U03NW6372 进行驱动并進行译码显示，第⑨、⑥、⑧ 三脚分别与主控制板的片选端、数据端及时钟信号相连受主控板控制。在此 CN02 的插子 的第②、③、④脚电压汾别为－27V、4.6V、4.6VCN01 插子的五个脚分别为 5V、地端、片 选端、数据城及时钟信号。在实际检修中发现显示屏经常出现显示不全，或者不能显示嘚 现象这时就需要用万用表测检一下 CN01、CN02 各脚的电压，看是否正常 二、室外机二、室外机 室外机电路主要包括开关电源电路，电压检测線路、电流检 测电路、外风机四通阀控 制电路、温度传感器电路、EPROM 电路和运行指示电路、通信电路等室外机控制原理框图 可参图 2-1，室外機控制基板电路原理如图 2-16 所示室外机电气锋线圈如图 2-17 所示。 1开关电源电路 图 2-15 显示屏原理图 开关电源是将交流电转换为直流电 又将直流電转换输出为交流电的电路， 开关电源电 路为室外机工作提供稳定的电源 图 2-16 KFR-3602CN/BP 型室外机控制机板电路原理图 开关电源电路原理如图 2-18 所示，夲电路为自激式开关电源其稳压方式采用脉宽调 制方式， 即开关稳压电路输出的直流电压正比于开关管的导通 0 时间 而反比于开关脉冲嘚 振荡周期。交流 220V 经整流硅桥整流、电解电容滤波输出的约为 300V 的峰值电压即电路 板上的CN02和CN07接口分两路送至开关振荡电路一路经开关变压器嘚绕组加到开关管的 电极； 一路经稳压管 ZD02 稳压后给开关管基极提供微导通电压于是开关管 Q0l 导通， 电极有电流流过因此开关变压器 T02 初 绕組 T025-7产生上正下负的感应电压，该电压 经开关变压器耦合给次级 T02（10-11） （即正反馈绕组） 正反馈绕组把感应的电压 到开关 管的基极，使开关管的集电极的电流增大这样，由于正反馈电路的作用开关管很快进入 饱和导通。开关管饱和导通时集电极电流保持不变，初级绕组仩的感应电压消失正反馈 停止，开关管退出饱和状态并进入放大状态。此时开关管集电极电流瞬间大大减小，因 初级绕组的电流不能突变 故而产生很强的反向感应电压耦合给次级即正反馈绕组， 正反 馈绕组的反向感应电压经正反馈使开关管反偏截止 开关管截止后，开关变压器初级绕组无电流通过感应电压消失，电源又通过稳压管给开关 管基极提供导通电压便开关管重新导通，并重复上述过程这样，周而复始便形成了自激 开关过程 开关变压器的次级便得到所需的高额脉冲电压， 经整流、 滤波、稳压后送给负载 开关管导通時，能量全部存储在开关变压器的初级次级整流二极管 D2l、D20、Dl9、 D18、D17 未能导通，次级相当于开路；当开关管截止时初极绕组反极性，次级繞组同样 也反极性使次级的整流二极管正向偏置而导通，初级绕组向次级绕组释放能量次级在开 图 2-17 室外机带电气接线图 关管截止时获嘚能量，这样电网的干扰就不能经开关变压器直接耦合给次级，具有较好的 抗干扰能力 此外，开关电源电路还有一些保护电路在开關变压器初级 T025-7绕组上并联 R27、 C09 和二极管 Dl3 组成了缓冲电路，速率减缓在开关管由饱和转向截止的过程中，由于初 级绕组上的电压反向使得②极管 D13 导通。这时相当于在初级绕组之间并上一个电容从 而使开关管 Q01c-e极上的电压上升速率变缓。当开关管再导通时电容上的能量经电阻 释放，缓冲电路仍起作用这样，一方面可以便开关管工作在较安全的工作区内减小开关 管的截止损耗；另一方面则可以使输出端的開关尖峰电平大大降低。 并在 Q01 上的二极管 D16 是续流二极管是为了让开关管 001 截止时，放掉 Q01 的 c-e 极的电荷以提高开关管 Q01 的开关效率。 电源电路仳较容易出故障 在实际检修中可用万用表测量开关变压器 T02 的初级及次级 在空调器的设计中，为了保护空调器不致因为外界电压的变化而影响使用 甚至烧毁空 调器， 在空调器的控制基板上设计了一种检测电路来检测供电电压是否异常 如出现过压或 欠压，空调器将会自动顯示故障代码并进行保护 电压检测电路原理如图 2-19 所示， 室外交流 220V 电压经电压互感器 T01 输人 输出一 交流低电压，经 D08、D09、D10、D11 桥式整流再经 R26、R28、C10 滤波之后，输出一直 流电压供单片机检测二极管 D14 为钳位二极管，将直流电平钳制在 5V而不致在电压跳 变时直流电平过高而击穿芯片戓使系统误操作。 由于电路过压可能导致空调的自动保护 因此如果此电路有故障， 空调有可能因为过压 而损坏出现此间题时，首先用萬用表电阻挡检测一下互感器初次级线圈是否开路或短路 250V 2.44V 253V 2.47 3电流检测电路 电流检测电路是用来检测压缩机供电电流的。电流过大会损坏压縮机甚至会烧毁线圈 因此为了保护压缩机，利用电流检测电路对供电电流进行检测如供电电流异常，空调器将 会自动显示故障代码进荇保护 电压检测电路原理如图 2-20 所示，当继电器 RY01 吸合时电 流互感器 CTOl 感应出电流信号， 经 D01、D02、D03、D04 整流出一 直流信号 经 Rl2、 R17、 R16 分压， C14 滤波之後 输入到芯片的 （61） 脚CT。 二极管 Dl5 作为钳位二极 管将直流电平钳制在 5V 电阻 R32 为限流电阻。 由于电流检测电路在保护空调器方面有着很重要嘚作用 因此熟悉这方面的电路对空调维修的 非常重要。对于 KFR-3602GW/BP、KFR-3602GW/BP 型空调器制冷时电流达到 l2A 时，压缩 机就停止运转；在制热时电流达到 14A 时压缩机就停止运转；对于 KFR-400lGW/BP 型空调 器中，制冷时在电流达到 l5A 时停止运转制热时在电流达到 17A 时就停止运转。如电流检 测电路出现故障空調器就有可能因为突然的大电流而导致电路损坏。这时可以用万用表 欧姆挡检测电流互感器的初次级，看是否开路或短路并且可以测試芯片61脚的电压。即 当上电时 芯片的61脚CT的电平约为 1.12V； 当电源稳定之后， 61脚的电压为 0.007V 4室外风机四通阀控制电路 此电路用来控制风机和四通阀，调节室外机的风速高、中、低三速以及制冷制热的切 换室外风机四通阀电路原理如图 2-21 所示，若室内机发出制热指令室外机芯片21腳 通过 R66 输出高电平，给驱动器 U01TD62003AP的②脚使其输出一低电平，触发 RYO3 继 电器动作电磁阀通电吸合，制冷剂改变流向空调器制热。在对风机嘚控制中室外机芯 片的⑥、⑦脚输出高电平，经过驱动器反相输出低电平，控制风机的三种风速 本部分的电路主要是控制风机及四通阀的工作方式， 一旦部分电路出现故障 就可能影 响整机的工作。在检修中如室外机的风速转换或四通阀出现故障，就可以用万用表嘚直流 电压挡测试驱动器各脚的电平值是否正常如正常，可以继续测试风机电容及绕组是否开、 短路电路的电气参数如表 2-4 所示。 表表 2 2- -4 4 電气参数电气参数 控制状态 检测点位置 控制逻辑 室外风机高速 U02-1 U02-2 1 0 室外风机中速 U02-1 U02-2 0 1 室外风机低速 U02-1 U02-2 1 1 四通阀 U02-22 1 主继电器 U02-21 1 注芯片输出控制逻辑电平值时高電平是 4.8V低电平是 0.1V。 5温度传感器电路 室外机的温度传感器电路原理同室内机的温度传感器电路差不多 室外传感器是用来检 测室外环境温喥、 室外盘管温度、排气温度、和过载保护电路的。通过对不同传感器的感应 将不同点的温度转换成电信号，传递主芯片进行处理经過主芯片的处理，再输出相应的控 制信号至执行电路 温度传感器电路 的原理如图 2-22 所 示，传感器电路经电 图 2-21 室外风机四通阀电路原理图 阻 R59、 R39、 R58、 R31 分压取样 C36、 C30、 C32、 CI6 滤波之后输入到芯片相应的管脚（56） 脚、57脚、58脚、4脚，进行模拟量到数字量的转换 温度检测电路在空调器控制方面非常重要，如传感器或者 R59、R39、R58、R31 电阻不 准确就可能导致空调温度检测不准，导致空调的开关机时间及各种保护有一定的误差此 时鈳以用万用表测量一下电阻和传感器的阻值，如损坏应该进行更换。 6E 2PROM 和运行状态指示电路 E 2PROM 记录着整机工作时的一些参数 如压缩机的 V/F 曲線、 故障显示数据以及各种保 护数据等信息。运行状态指示则显示空调器运行时的状态如故障指示等。 EPROM 和运行状态指示电路原理如图 2-23 所礻 芯片的46脚、 48脚与 93C46 的3、 4脚的 SI、SO 端连接，进行信号数据的传输在时钟 SCK 的作用下，通过 93C46 的（4） 脚将数据输出 （3）脚将数据读入。 本电路仳较重要 EPROM 如有问题，可能导致压缩机不启动或者整机没有反应这时 可以用示波仪测试系统的时钟信号是否正常， 或者用程序读写器读絀 EPROM 程序看是否正 常。 7功率模块驱动电路 变频空调的一个最重要的特点就是通过改变电源的频率来对电机进行调速在 KFR-360lGW/BP 系列空调中，采用嘚是三菱公司的 30A 的 IPM 功率模块功率模块的作用是 将滤波后的直流电变成频率可变的三相交流电。该模块实际采用 6 个功率晶体管根据微电 腦芯片的指令，依次实行开关控制得到模拟三相交流电压。 功率模块驱动电路原理如图 2-24 所示 此功率模块电路是通过主控制板 CN01 提供控制 信号，其中 CN01.1 是功率模块反馈回来的故障信号如功率模块出现过热、过流、短路等 保护，功率模块 PM20CTMO06015脚就会输出一故障信号给主控制板芯片以便进行报警。 其他 CN03、CN04、CN05、CN06、CN07、CN08、CN09 信号通过 6 个光耦进行隔离接到厚膜电 路上分别控制 6 个大功率晶体管的通断，输出三路分别相差 120°的可变频率的正弦波电 压带动变频压缩机的运转。 功率模块驱动电路直接控制压缩机的工作且在 U、V、W 三相之间提供一定范围的电压 随频率而变化， 一旦发生欠压、过流、 高温等故障时其控制接口将送保护信号进行报芒。 如果在开机运行情况下压缩机不启动，其他一切囸常可用万用表的交流电压挡测试功率 模块 U、V、W 两端有无电压，一般交流电压在的 30～l5OV 之间如有电压，而压缩机不转 则表明压缩机不良；如无电压或三端电压不平衡， 则需测试功率模块的输入信号电压是否正 常 8通信电路 通信电路是室内机与室外机通信的通道，电路的笁作方式为半双二串行通信 通信电路原理如图 2-25 所示，其中左部分为室内通信电路右部分为室外通信电路。 从主机室内机发送信号到室外机是在收到室外机状态信号处理完 50 毫秒之后进行的副 机同样等收到主机室内机发送信号处理完 50 毫秒之后进行，通信以室内机为主正瑺情 况主机发送完信号之后等待接收，如 500 毫秒仍未接收到信号则再发送当前的命令如果 1 分钟直流变频为 l 分钟， 交流变频为 2 分钟内未收到對方的应答或应答错误则出错报 警；同时发送信息命令给室外机，以室外机为副机室外机末接收到室内机的信号时，则一 直等待不發送信号，通信时序如困 2-26 所示 二极管 D04，电阻 Rl0、R04、R07电容 C01、C03，稳压二极管 ZD0l 组成通信电路的 电源电路交流电经 D04 半波整流，RlO、R07 限流R06 分流后，稳压二极管 ZD01 将输出 电压稳定在 24V再经 C03、C0l 滤波后，为通信环路提供稳定的 24V 电压整个通信环路 的环流为 3mA 左右。 光耦 IC1、IC2、PCl、PC2 起隔离作用防圵通信环路上的大电流、高电压串人芯片内 部，损坏芯片R02、R0l、R03 为限流电阻，将稳定的 24V 电压转换为 3mA 的环路电流D01、 D03 防止 N、S 反接，保护光耦匼 当通信状态处于室内机发送、室外机接收时，室外机 TXD 置高电平室外机发送光耦 PC02 始终导通，若室内机 TXD 发送高电平“1“室内机发送光耦 IC02 导通，通信环路闭合 接收光耦 IC0l、PC0l 导通，室外机 RXD 接收高电平“1“若室内机 TXD 发送低电平“0“，室 内机发送光耦 IC02 截止通信环路断开，接收光耦 IC01、PCOl 截止室外机 RXD 接收低电 平“0“，从而实现了通信信号由室内向室外的传输同理，可分析通信信号由室外机向室内 机的传输过程 通信电路在空调的整机运行中发挥着非常大的作用， 因此、 学会检修这部分电路故障非 常重要 当出现通信故障时， 首先可以用万用表矗流电源挡检测一下用于通信的 24V 的直流 电压是否存在其次看室内外光耦是否工作正常。 三、主要部件参数及规格三、主要部件参数及规格 1