变频空调电路和变频模块分析
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变频空调外机板开关电源电路原理分析,维修技巧这个是空调外机电路板的电源部分电路图,在实际维修中,开关电源损坏的还是比较多,我们在维修中还是要要掌握它的基本工作原理,这样才能够进行快速的维修。
电路工作流程:220V电压从保险FU101进入,经过共模L1、L2和安规电容后到达继电器K1,当K1有12V直流电后,继电器闭合,交流电进入整流桥,整流后为310V的直流电压,经L3、L4储能后,经二级管D12、D11给电容充电,同时给后面的负载供电,当开关管Q1、Q2关断后,电感L3、L4储存的能量释放,同时电容C143、C141、C142电容的储存的电荷释放,两者电压叠加大的380Ⅴ左右,此时直流母线电压P大约为380左右各个元件的作用:•K1:继电器,其主要作用:控制交流电的导通•D22:续流二级管,其主要作用:当继电器关断后,为继电器内部的线圈能量释放提供一个通路•BR:整流桥,其主要作用:将交流电变成脉动的直流电•L3、L4:PFC升压电感,其主要作用:能量的储存与释放•D12、D11:升压二级管,其主要作用:将整流桥整流后的脉动直流与滤波电容进行分割,控制其电流方向•C138、R7、R6、R25、R11、R39、R98:RC尖峰吸收电路,其主要作用:抑制反向峰值电压对二极管的损坏,避免二极管因反向电压过高而损坏•C139、R5、R9、R13、R120、R38、R8:RC尖峰吸收电路,其主要作用:抑制反向峰值电压对二极管的损坏,避免二极管因反向电压过高而损坏各个元件的作用:•FU101:延时保险,主要作用:保护电路避免因为电流过大而损坏•C1、C2、C3、C4、C5、C6、C12:安规电容,其中C1、C2、C12为安规X电容,C5、C6、C4、C3为安规Y电容,其主要作用:抑制信号干扰,滤出共模、差模干扰信号•L1、L2:共模电感,其主要作用:滤出共模干扰信号•Tvs1:瞬态抑制二级管,其主要作用:与压敏电阻作用差不多,避免因为PE上的电压过高而损坏后面的电路•RV1、RV2:压敏电阻,其主要作用:当电压过高时阻值迅速变小,保护后面电路因为电压过高而损坏•R141、R133、R92、R93:泄放电阻,当电路断电后,迅速将储存在电容内部的电荷放掉总结:空调的这部分电路在实际维修中损坏的还是很多,继电器、压敏电阻、保险、滤波电容、二极管是易损原件,在维修中要仔细测量。
变频空调控制电路原理及维修变频空调器走向百姓的家庭,为了正确使用、维护和维修空调器,了解和掌握变频空调器的原理、主要部件的结构特点和维修技术,成为当务之急,变频空调器比定速空调器控制电路复杂,它增设了许多保护电路、这些电路采用了不同的传感技术,如变频模块、霍尔元件、光耦合器、看门狗电路、开关电源电路等。
依据理论探讨和实际维修实践,本文详细地分析了空调器的控制电路原理和维修技术,对于推广和普及变频技术,更好地满足人民日益增长的物质文化生活的需要,有着重要的意义。
2 空调器控制电路原理分析变频空调器是当今房间空调器发展的方向,它通过变频控制器调节压缩机的转速(频率),实现了制冷(热)量与房间热(冷)负荷的自动匹配,具有调温速度快, 低温制热效率好,温度控制精度高,适用温度、电压范围宽等优点。
特别是随着变频技术的发展,空调变频从交流变频转到直流无刷电机、永磁同步电机变频,因此变频空调器无论是从使用电力电子器件,还是控制策略都广泛地使用了当代的先进技术。
无论是国产还是进口变频空调,其控制电路原理大体相同,一般由室内机和室外机控制电路构成,下面以美的KFR- 50LW/FBPY为例说明其基本控制原理。
变频空调的室内机与室外机可以相互通信,并分别被两个单片机控制。
整个系统的控制结构图以及各个环节的作用如图1所示。
整个控制系统由智能功率模块IPM、电源板、室内板、开关板、室外主控板和变频压缩机等几大部分组成。
整个系统的被控对象是变频压缩机,与定速空调器相比,变频空调器采用的供电电源频率可调,因而具有高效节能、温度波动小、舒适度高、运行电压范围宽、传感器控制精确、超低温运行时适应性强、良好的独立除湿功能等优良性能,变频压缩机采用交流异步电动机、永磁同步电机(PMSM)或开关磁阻电机;智能功率模块IPM采用六封装或七封装的GTO、IGBT等电力电子器件,并将过流、过热、欠压保护、GTO或IGBT的驱动等电路集成于一体;电源板是将市电通过桥式整流、滤波、稳压以后得到直流电流供给IPM模块,逆变输出频率可变的三相交流电供给变频压缩机;室内板和室外主控板是整个系统的灵魂和核心,分别采用了两块单片机,随着科学技术的发展,现在的控制器件则普遍采用了数字信号处理器(DSP)来处理各种输入的指令信号(如房间的设定温度)和反馈信号(如房间的实际温度),使控制更加准确和可靠,因此,这种变频空调,有人称为“数字变频空调”。
常见变频空调室外机电路工作原理及组成一、室外机电控系统特点变频空调器电控系统由室内机和室外机组成。
本节对几种常见形式的室外机电控系统的特点作简单说明。
1.海信KFR-4001GW/BP室外机电控系统电控系统由室外机主板和模块板两块电路板组成。
室外机主板处理各种输入信号,对负载进行控制,并集成幵关电源电路,向模块板输出6路信号和直流15V电压,模块处理后输出频率与电压均可调的三相交流电,驱动压缩机运行。
2.海信KFR-2601GW/BP室外机电控系统电控系统由室外机主板和模块板两块电路板组成。
海信KFR-2601GW/BP室外机电控系统的特点与海信KFR-4001GW/BP基本相同;不同之处在于幵关电源电路设在模块板上,由模块板输出直流12V电压,为室外机主板供电。
3.海信KFR-26GW/11BP室外机电控系统电控系统由模块板和室外机主板两块电路板组成。
海信KFR-26GW/11BP室外机电控系统与前两类电控系统相比最大的区别在于,CPU和弱电信号处理电路集成在模块板上,是室外机电控系统的控制中心。
室外机主板的幵关电源电路为模块板提供直流5V和15V电压,并传递通信信号和驱动继电器,作用和定频空调器使用两块电路板中的强电板相同。
4,美的KFR—35GW/BP2DN1Y-H (3)室外机电控系统电控系统由室外机主板一块电路板组成。
功率模块、硅桥、CPU和弱电信号处理电路、通信电路等所有电路均集成在一块电路板上,从而提高了可靠性和稳定性,出现故障时维修起来也最简单,只需更换一块电路板,基本上就可以排除室外机电控系统的故障。
总结:① 交流变频空调器室内机主板与定频空调器室内机主板的单元电路基本相同,大部分单元电路的工作原理也相同,因此学习或维修时可以参考定频空调器电控系统。
② 室外机主板从整体看比较复杂,体积大且电路较多。
如果细分到单元电路,可以看出其实也有规律可循,只有部分电路或电气元器件相对于定频空调器而言是没有接触过的,只要认真学习,大多数读者都可以学会。
变频空调维修基础(常见部件与电控)家用变频空调基本原理:控制部分(室内机):控制部分(室外机):制冷原理与压缩机:压缩机结构与主要部件:展开剩余99%常见电子元器件的识别:主板上元器件识别:简单了解下《热泵型空调工作原理》动图:常见电子元器件符号和实物:挂机室内风机(PG电机)工作原理:PG电机是一种带有霍尔元件的电机。
霍尔元件被安装在电机的内部,正常时风机每转一周,霍尔元件输出一个或几个脉冲信号。
当风扇电机转速高时,其输出脉冲信号频率高;当风扇电机转速低时,其输出脉冲信号频率低。
输出的脉冲信号被单片机采集,然后通过调整可控硅的导通角从而调整PG电机的工作电压,进行风速的自动控制。
步进导风电机工作原理:分体空调器室内导风电动机,工作电压5V和12V两种。
它是以脉冲方式工作,每接收到一个脉冲,电动机的转子就移动一个位置,移动的距离可以很少。
同步导风电机:工作原理:同步导风电动机具有恒定不变的转速,即转速不随电压与负载大小而变化。
小功率同步电动机主要由定子和转子两部分组成。
空调器一般采用单向同步电动机,当单相电流通入单相同步电动机绕组时,在定子中就会产生旋转磁场,其工作电压为交流220V。
常见电子元器件的检测:电阻:电阻的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压,并且还可作为分流器、分压器和负载使用。
电阻的技术指标:电阻的测量:电容:电容是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。
(ntns)电容的技术指标:电容的测量:使用万用表的电阻档,两表笔分别接电容的两端,此时电容充电,万用表指针会摆动;调换两表笔,电容先放电后充电,指针摆动,此时电容功能基本正常。
电容的常见故障:电感:是一种常用元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、扼流等。
电感的测量:电感的常见故障:变压器:变压器就是通过电磁感应原理将输入的交流电压转换成我们所需要的电压。
在空调中通常将AC220V转换成AC15V、AC12V 等。
海信变频空调室内机电路分析本文以海信KFR-2601GW/BP和海信KFR-26GW/11BP为基础,对交流变频空调器室内机单元电路硬件部分的特点作简要分析。
1.电源电路电源电路的作用是为室内机主板提供直流12V和5V电压。
常见有两种形式的电路:使用变压器降压和使用幵关电源。
交流变频空调器或直流变频空调器室内风机使用PG电机(供电为交流220V ),普遍使用变压器降压形式的电源电路,也是目前最常见的设计形式,只有少数机型使用幵关电源电路。
全直流变频空调器室内风机为直流电机(供电为直流300V ),普遍使用幵关电源电路。
2. CPU三要素电路CPU三要素电路是CPU正常工作的必备电路,包含直流5V供电电路、复位电路和晶振电路。
无论是早期还是目前的室内机主板,CPU三要素电路的工作原理完全相同,即使不同也只限于使用元器件的型号。
3.传感器电路传感器电路的作用是为CPU提供温度信号,环温传感器检测房间温度,管温传感器检测蒸发器温度。
早期和目前的室内机主板传感器电路相同,均由环温传感器和管温传感器组成。
4.接收器和应急开关电路接收器电路将遥控器发射的遥控信号传送至CPU,应急幵关电路在无遥控器时可以操作空调器的运行。
早期和目前的室内机主板接收器和应急幵关电路基本相同,即使不同也只限于应急幵关的设计位置或型号,以及目前生产的接收器表面涂有绝缘胶(减小空气中水分引起的漏电概率)。
5.过零检测电路进零检测电路作用是为CPU提供过零信号,以便CPU驱动光耦晶闸管(又称光耦可控硅)。
使用变压器供电的主板,检测器件为NPN型三极管,取样电压取自变压器二次绕组整流电路;使用幵关电源供电的主板,检测器件为光耦,取样电压取自交流220V输入电源。
6.指示灯电路指示灯电路作用是显示空调器的运行状态。
早期和目前的空调器指示灯电路工作原理相同,不同的是使用器件不同,早期多使用单色的发光二极管,目前多使用双色的发光二极管,有些使用指示灯和数码管组合的方式,也有些使用液晶显示屏或真空荧光显示屏(VFD)。
通讯电
路
通讯规则: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,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,通讯以室内机为主,正常情况主机发送完之后等待接收,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1分钟,交流变频为2分钟)内未收到对方的应答(或应答错误),则出错报警;同时发送信息命令给室外,以室外机为副机,室外机未接收到室内机的信号时,则一直等待,不发送信号,通讯时序如下所示:
电路分析
由于空调室内机与室外机的距离比较远,因此两个芯片之间的通信(+5V信号)不能直接相连,中间必须增加驱动电路,以增强通信信号(增加到+24V),抵抗外界的干扰。
下图为室内外通讯电路图,其中上部份为室内通讯电路,下部份为室外通讯电路。
二极管D1、电阻R1、R2、R47、电容C3、C4、稳压二极管CW1组成通讯电路的电源电路,交流电经D1半波整流,R1、R2限流后,R47电阻分流后,稳压二极管CW1将输出电压稳定在24V,再经C3、C4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、PC1、PC2起隔离作用,防止通讯环路上的大电流、高电压串入芯片内部,损坏芯片,R3、R18、R21、R22电阻限流,将稳定的24V电压转换为3mA的环路电流,R23、R42电阻分流,保护光耦,D2、D5防止N、S反接。
当通信处于室内发送、室外接收时,室外TXD置高电平,室外发送光耦PC2始终导通,若室内TXD发送高电平“1”,室内发送光耦IC2导通,通信环路闭合,接收光耦IC1、PC1导通,室外RXD接收高电平“1”;若室内TXD发送低电平“0”,室内发送光耦IC2截止,通信环路断开,接收光耦IC1、PC1截止,室外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向室内的传输过程。
变频模块
P、N端接入300V高压直流电,CZ端子从主控板处接来控制信号,控制六个三极管的通断,以获得准确控制电压,U、V、W对压缩机输出控制电压,交流变频输出的为三相交流电,直流变频输出的为通电绕组不断改变的直流电。
5.全直流风扇电机
美的全直流变频空调室内、外风扇电机使用的都是直流电机,以下为它们的接线图。
室内直流风机
通过改变电压大小的方式来控制风机转速,Vc的电压范围在9~36V之间,电压越高,风机转速越高,电压越低,风机转速越低;+5V为风机内电路控制板的工作电压;
室外直流风机
室外直流风机工作原理与直流压缩机基本相同,只是PWM电压波形形成电路做在了电机内;Vc为高压直
流供电部分提供的直流电源,供风机绕组工作使用,300V左右,由于用户电源电压有高有低,因而Vc实际在200V-375V之间;+15V电压为风机内电路板的工作电源电压;Vsp为风机转速控制信号,室外主控芯片发出的外风机风速控制信号为+5V的脉冲数字信号,经过数字/模拟转换电路,转换成最大电压+15V 的模拟信号,即Vsp,控制电机内电路板以产生PWM电压波形;风速反馈信号为12脉冲/转,脉冲幅值+15V,因主控板芯片工作电压为+5V,因此需在电源板上将其转换成+5V的信号后,才能供给外主控芯片以检测外风机转数。