长虹变频空调电路原理分析
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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”。
变频空调器室内外机通讯电路工作原理公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]变频空调器室内外机通讯电路工作原理在变频空调中室内外机之间的通讯一般采用双向串行通讯方式,按程序依次一收一发。
根据室内外机总的连线(配线)的多少分为三线制和四线制,其中的两根连线一定是外机的线。
(1)三线制通讯除了两根电源线外只有一根是主通讯线,因此必须利用电源线中的一根或二根作为公共线构成信号传递回路。
由于电源线的高侧须用光耦隔离,信号搭载的方式分为直流载波和交流载波两种。
1)直流载波型(见下图):信号搭载于直流电源线的主通讯线(3号配线),2号配线是电源和通讯的公共线,室内机的(也可是室外机)D101、R101、C101构成搭载的直流电源,搭载的信号源通过室内机的收、发隔离光耦→D103、R103→3号配线-室外机的D501→R501→室外机的收、发隔离光耦一最后通过2号配线回到Cl01上形成一个信号传递回路。
发信隔离光耦为TLP127、PC853H等,要求其输出三极管VCE0>300V。
注:本节通讯电路的所有收信隔离光耦均为TLP521、PC817、PS2501等普通三极管输出型。
2)交流载波型(见下图):信号是搭载在50/60的交流主电源上,3号配线是主通讯线,1号和2号配线都是电源和通讯的公共线,在交流电源的正半周时通过D151→R151→室内机的发送隔离光耦→3号线→室外机的D26→R53一室外机的接收隔离光耦一最后通过2号配线形成一个信号同路,同样在交流电源的负半周时通过D152、R152、室内机的接收隔离光耦、3号配线、D27、R52、室外机的发送隔离光耦、最后通过1号配线形成一个信号传递回路。
使用的发送隔离光耦TL541G/J(相同的还有TIP545G/J、TLP741G/J、S22MDIV等)是单向晶闸管(SCR)输出,有的使用双向触发管输出型的(如:TIP560G/J、S21MD3V等),并且要求它们的VDRM>400V,不能用普通低VDRM三极管输出型的TJP331、PC417、TLP521、PC817等代用。
长虹KFR-28变频空调器室内机控制板电路原理分析长虹KFR -28GW/BP (BMF)室内机电气接线图如图所示。
1.开关电源电路电源电路为空调器室内机电气控制系统和单片机控制电路提供所需的工作电源。
在本电路中,+12V主要为继电器、驱动集成电路、蜂鸣器等的工作电源;+5V主要为单片机及单片机外围电路的工作电源。
室内机电源电路原理图如下图所示。
交流220V经过熔断器F504、压敏电阻ZE501、高频旁路电容C502、接插件CZ501送至降压变压器T1,经变压器降压后次级输出12.5V交流电压,经插接件CZ101、桥式整流器D101 - D104整流后分成两路,一路经D105二次整流、E101和C102滤波得到+ 12V直流电压,作为继电器、驱动集成电路、蜂鸣器的工作电源。
+12V直流电再经IC101 (7805)稳压,C103、C102滤波后得到+5V直流电,作为单片机及一些控制电路的工作电源。
另一路送至过零检测电路,经电阻R201和R202分压,电容C201 (见整机图)滤波后送至Q201的基极。
2.复位电路及时钟电路复位电路及时钟电路如下图所示。
单片机的33脚为复位端,当33脚为低电平时,单片机停止工作,所有输出端复位;当33脚为高电平时,单片机开始工作,从初始状态运行。
单片机复位电路由IC302的33脚、复位集成电路IC301 (34064)及外围元器件组成。
其中,C312为抗干扰电容;D301为钳位作用;在工作电压形成瞬间低于4.5V时,IC301输岀低电平;当工作电压高于4.5V时,IC301输出高电平。
由于工作电压建立需要一个过程,从而使得复位端电位总比工作电压来得迟,从而使单片机完成了复位。
单片机的时钟信号由31、32脚及外围6MHz晶振、C308、C309等组成。
3.过零检测电路过零检测电路如下图所示,其主要作用是检测室内供电电压的异常。
整流桥D101〜D104整流后频率为100Hz的脉动电压,而+5V 电压经Q201的导通与截止,使单片机35脚得到一个过零触发的信号。
变频空调工作原理图解一、变频空调制冷系统的原理:热力学的一些基本知识表征气体状态参数的三个物理量:温度/压力/比体积1.温度:摄氏温标℃ 华氏温标℉ 热力学温标K 换算关系:华氏=9/5 t+32 k=273.15+t2.压力: Pa 1Pa=1N/M2 1MPa=106 Pa=10kgf/cm2 P= Pb+ Pg (大气压Pb ;表压力Pg )3.比体积:V= v/m3 (单位质量的物质所占体积)4.焓:物质所含内能与物质所作推挤功之和,是计算空调换热的常用物理量。
空调制冷剂在一个循环系统中,通常包含着温度、压力,以及体积的变换,通过计算这些变化量,可以得出空调的制冷能力二、实验室常用的测试空调制冷量的方法1.焓差法量热计通过测量空调室内机进风和出风口的温度差,计算出单位时间内交换的热量。
2.热平衡法量热计内机不装风口,通过分别测量室内侧,室外侧达到平衡时的热量,计算出整机的冷量。
室内外侧是通过水系统循环计算平衡时的热量。
三、热力学定律热力学第一定律:即能量守恒定律,在一定条件下,热能与机械能可以相互转化,转化后的能量总和不变。
热力学第二定律:要使热量从低温物体间接地传给高温物体,必须消耗一定能量进行补偿热力学第一定律揭示能量守恒的原理,是一切换热计算的基础,作用同万有引力定律热力学第二定律为空调的设计开发提供了理论的基础。
四、制冷系统简图气化:气化是液体变化为气体时的吸热过程,如工质在蒸发器内所发生的过程。
压缩:制冷剂工质在压缩机中发生了多变的压缩过程,但是因为工质状态变化在很短时间内完成,故在理论上计算可以看作近似的绝热可逆等熵压缩过程。
冷凝:工质在冷凝器内所作的等压放热过程。
节流:制冷工质通过节流机构,流动阻力极大,使工质压力从高压变为低压,其中有一部分液体还达到了该压力下的饱和温度而沸腾。
可将节流过程近似看作等焓过程。
家用机主要节流元器件是毛细管和电子膨胀阀。
变频机用不同类型的压缩机区别变频机主要采用的压缩机结构:双转子直流变频其中睡美人采用三洋双转子直流变频压缩机,睡梦康,睡梦宝采用三菱双转子直流变频压缩机R22系统与R410A系统区别1).润滑油:R22使用矿物油R410A使用酯类油,两者只能与相应的制冷剂互溶,不可混用.酯类油容易吸水,因此相应制冷系统的水分管理方面要求更为严格。
变频空调的电路基本原理变频空调根据压缩机是采用交流还是直流电机可分为交流变频和直流变频两种。
1.交流变频空调(1)基本原理异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用而产生的。
定子绕组渡过电流时产生旋转磁场,在转子绕组内感应出电动势,因而产生了感应电流,该电流与定子旋转磁场相互作用,便产生了磁场力。
而实际上对于异步电动机,旋转磁场的转速(通常称为同步转速)n0与转子的转速n1是有差别的,两者之差与同步转速的比值,我们称之为转差率,用s来表示,即式中,f —电流频率p —电机极对数所以转子的速度n1可用下式表示由上式可知,只要改变异步电动机的供电频率,电机的转速便会发生改变,交流变频空调就是根据这一基本原理来运行的。
异步电动机在运行时,产生的感应电动势E1为:式中,k —电机绕组系数;N1 —每相定子绕组匝数Φ —每极磁通由于定子阻抗上的压降很小,可以忽略,这样,我们便可以得到:由上式可知,磁通Φ与U1/f成正比。
对于磁通Φ,我们通常是希望其保持在接近饱和值,如果进一步增大磁通Φ,将使电机的铁心饱和,从而导致电机中流过很大的励磁电流,增加电机的铜损耗和铁损耗,严重时会因绕组过热而损坏电机。
而磁通Φ的减小,则铁心未得到充分的利用,使得输出转矩下降。
这样,由上式可知,要保持Φ恒定,即要保持U1/f恒定,改变频率f的大小时,电机定子电压U1必须随之同时发生变化,即在变频的同时也要变压。
这种调节转速的方法我们称为VVVF(Vairble Voltage Varibe Frequency),简称为V/F变频控制。
现在变频空调的控制方法基本上都是采用这种方法来实现变频调速的。
V-f曲线由变频压缩机性能决定(2) 交流变频控制器的原理框图变频控制器的原理框图如下所示,220V/50Hz的市电经整流滤波后得到310V左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源。
(3)实现V/F变频控制的方法脉宽调制(PWM):在输出电压每半个周期内,把输出电压的波形分成若干个脉冲波,由于输出电压的平均值与脉冲的占空比(脉冲的宽度除以脉冲的周期称为占空比)成正比,所以在调节频率的同时,不改变脉冲电压幅度的大小,而是改变脉冲的占空比,可以实现变频也变压的效果。
第一部分控制原理图第一章控制原理图KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器电气控制框图如下所示:第二节控制原理图描述从上面的控制原理图中,可以看出KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器的室内机印刷电路板可大致分为以下几个电路单元:开关电源、上电复位电路、晶振电路、过零检测电路、室内直流风机控制电路、步进电机控制电路、温度传感器电路、空气清新控制电路、EEPROM电路、保护电路、显示驱动及遥控接收电路、应急控制电路、通讯电路等;KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器的室外机部分可分为如下电路单元:开关电源、上电复位电路、晶振电路、电压检测电路、电流检测电路、过零检测电路、保护电路、电子膨胀阀控制电路、室外直流风机驱动电路、IPM模块驱动电路及位置反馈电路、四通阀控制电路、温度传感器电路、EEPROM电路、通讯电路、电源整流及功率因数调整电路等。
具体描述如下:当室内机接通电源时,室内电源220V AC经EMI电路后,通过桥堆整流、滤波转变为280VDC直流,经开关电源转换输出35VDC、12VDC及5VDC直流电压,为单片机及其外围的电路提供电源。
同时,振荡电路和上电复位电路启动单片机开始工作。
此时,便可接受遥控器的信号,空调器开始检测室内的温度传感器、设定温度以及EEPROM中的数据等,并按照遥控器的设定状态运行;室内风机开始按指定转数运转;步进电机也开始来回摆动(如果步进电机设定为扫风状态);单片机通过显示屏将空调器的运行状态显示在显示屏上,初次上电经过3分钟左右延时,室内功率继电器给室外供电。
室内的单片机通过通讯电路与室外机进行串行半双工通讯通信,物理层为强电载体,强化抗干扰能力。
当室外机得到室内电源后,交流电220V AC经整流及功率因数调整后转换为280VDC直流,滤波输入到开关电源及IPM模块(驱动压缩机)。
经开关电源输出4路15VDC、1路12VDC、1路5VDC 电压供单片机、IPM驱动电路及其外围的电路工作。
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。
)第一节变频空调器原理一、变频空调器原理与特点1.变频空调器原理变频空调器是采用先进变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时室内温度较高,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,并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将电源频率处理,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节能效果。
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。
变频空调器运转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。
变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.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,制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,压缩机转速降低,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)空调器运行后振动和噪音小。
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发出的气流声和振动声。
变频空调电路结构两大组成与五大部分,你掌握了吗变频空调器的电路部分包括室内机电路板和室外机电路板两部分,如下图所示。
为了便于理解变频空调器的信号处理过程,我们通常将变频空调器的电路划分成5个单元电路模块。
即电源电路、遥控电路、控制电路、通信电路、变频电路。
变频空调电路结构的五大部分如下:01、电源电路02、遥控电路03、控制电路04、通讯电路05、变频电路一、电源电路:电源电路是为变频空调器整机的电气系统提供基本工作条件的单元电路。
在变频空调器的室内机和室外机中都设有电源电路部分,如下图所示:(点击图片看大图)二、遥控电路遥控电路是变频空调器的指令发射和接受部分,包括遥控发射电路和遥控接收电路两部分,其中遥控发射电路设置在遥控器中,遥控接收电路一般安装在室内机前面板靠右侧边缘部分,如下图所示:三、控制电路控制电路是变频空调器的“大脑”部分,是整机的智能控制核心。
在变频空调器的室内机和室外机分别设有控制电路,两个控制电路协同工作,实现整机控制。
(点击图片看大图)四、通信电路通信电路是变频空调器室内机与室外机之间进行数据传递和协同工作的桥梁。
因此,在变频空调器室内机和室外机电路中都设有通信电路,如下图所示:通信电路主要由光电耦合器和一些阻容元件构成,室内机通信电路:用来接收室外机送来的数据信息并发送控制信号;室外机通信电路:用来接收室内机送来的控制信号并发送室外机的各种数据信息。
五、变频电路变频电路是变频空调器中特有的单元电路,主要功能是在控制电路作用下,产生变频控制信号,驱动变频压缩机工作,并对变频压缩机的转速进行实时调节,实现恒温制冷、制热并节能环保的作用。
如下图所示为典型变频空调器中的变频电路。
六、总结变频空调器与定频空调器电路结构上的差别如下:01)、定频空调器的室内机电路部分是整个空调器的控制中心,对空调器的整机进行控制,室外机中电路部分十分简单,没有独立的控制部分,由室内机电路部分直接进行控制。
长虹KFR-28变频空调器室外机控制板电路原理分析长虹KFR-28GW/BP (BMP)室外机电气接线图如下图所示:1、电源监视电路过流检测电路如下图所示。
过流检测电路的主要作用是检测室外压缩机的供电电流,当压缩机电流过大时进行保护,以防止因电流过大而损坏压缩机。
单片机的18脚电压大于3. 8V时,实时过流保护,压缩机再次启动时,需3min保护。
应当注意:当检测电路开路时,使电流为零,电路不进行故障判断。
过、欠压保护电路如下图所示:该电路的主要作用是检测电源电压情况,该机的正常电压是160~242V,报警电压范围为126〜263V,当电压低于126V时欠压电压保护,当电压高于260V时过压保护,这时,停止压缩机工作,并在室内显示过、欠压故障。
交流220V电压经电阻R504、电压互感器BT202降压、全波整流、RC滤波取得直流电压。
最后,在取样电阻上得到电压信号送至单片机的17脚。
电路上的D206〜D209的作用是整流,D210的作用是钳位使D210正极电压低于5.7V,起到保护单片机的作用,C205将直流电滤波,R222作为取样电阻,电容CP2的作用是滤除高频噪声干扰。
瞬时断电保护电路如下图所示。
该电路的主要作用是检测室外机通过的交流电源是否正常,针对各种原因造成的瞬时断电,立即采取保护措施,以防再次来电后,压缩机频繁启停,对压缩机造成损坏。
交流220V经电阻R509限流、二极管D505半波整流、C504滤波得到的脉动直流电进入光电耦合器PC401,使TLP521得到脉动触发,这时光电耦合器3脚也得到脉动信号,经C209 整形滤波,在单片机23脚得到脉冲信号,以判断是否发生了瞬时断电。
2.时钟电路与复位电路时钟电路与复位电路如下图所示。
单片机IC301的时钟信号由外围30、31脚的晶振(10MHz)及C303、C304 等组成。
复位电路由IC302、R302、C302组成。
该电路采用上电延时复位,防止电源的波动造成单片机的频繁复位,延时时间由电容C302的容量所决定;在单片机工作过程中,实时检测其工作电源(+5V), 一旦工作电源低于4.6V,复位集成电路IC302的1脚就输岀一个低电平,使单片机停止工作,待再次上电时重新复位。
变频空调电路原理和系统原理分析(变频空调维修)海信KFR-25GW/99SZBp、KFR-32GW/99SZBp、KFR-35GW/99SZBp主要特点1、双转子直流压缩机,采用180度矢量变频控制。
在压缩机的直流180度矢量控制中,采用的是压缩机速度和压缩机电流双闭环控制,不存在滑差率,对压缩机电流直接进行控制,压缩机驱动电流为正弦波,与直流120度控制方式相比,其转矩脉动小,运转噪音低,更省电,更进一步提高空调能效比和延长使用寿命。
2、全直流设计,实现了对室内120度直流电机和室外180度正弦驱动的直流电机的驱动,全方位提高能效,降低噪声。
3、大面积的冷凝器、蒸发器,空调器的能力变化范围较宽;低频时输出能力可以很小,维持室温恒定。
3.1主要功能3.1.1环绕立体风无3.1.2速冷速热压机变频范围20-95Hz,根据温差空调刚启动时高输出运转,加上大的两器系统,迅速提升或降低房间温度,实现快速制冷制热。
3.1.3超低噪音室内机采用大直径斜齿贯流风扇,优化风道设计,安静运转;室外压机180度矢量控制,减小振动,提高声音品质。
3.1.4健康空调健康设计:三重防御+抗菌材料+多元光触媒+负离子A:三重防御有效过滤灰尘,清新空气;B:多元光触媒采用多种催化技术,可强力吸附并催化分解因居室装修过程中使用的各种材料挥发的大量的甲醛等有害气体;还可高效去除剩余饭菜、香烟味、宠物味等异味;多元光触媒在紫外线下除将光能转化为化学能,促进有毒物质分解,保持除味地高效性,并可长期使用,十分有效。
C:增加绿色防霉过滤网、“羟基负离子+银离子”清新组件、绿色抗菌风扇健康功能。
3.2技术特点3.2.1电路方面特点:①室内使用两路输出的开关电源给控制单元和直流风机供电;②室外使用三路输出的开关电源给控制单元、直流风机、IPM供电;③风机驱动电路全新,与控制部分使用光藕隔离,可靠提高,干扰减小;④主控芯片放在控制板上,驱动芯片与IPM在模块板上,使模块板面积减小,布线合理,干扰减小;3.2.1.1 室内机典型单元电路分析1、电源电路①、开关电源电路原理图:如下图所示:②、电源电路原理分析本电路为变压器反激式开关电源,稳压方式采用脉宽调制。
介绍变频空调器通讯电路原理与维修技术变频空调器通讯故障是一种常见的电路故障,当通讯电路部分出现故障时,空调器的各种控制指令无法传送,空调器的各项功能均无法正常完成。
在对变频空调器进行维修的过程中,经常会遇到空调器整机不能开机、室外机不工作、开机即出现整机保护等情况,根据实际维修经验,这些现象大多是由于通讯电路故障所引起的。
变频空调器一般都带有故障代码显示,一旦通讯电路出现故障,空调器均会显示相应的故障代码,这对于故障范围的判定提供了非常方便的条件,但在实际维修中,单纯依赖故障代码并不容易直接找出具体故障点。
确切地说,当空调器出现通讯故障的代码显示时,只能笼统的判定通讯回路异常,而具体的故障原因还需要对通讯电路做详细的检测方能查出。
一、通讯方式及其原理变频空调器一般采用单通道半双工异步串行通讯方式,室内机与室外机之间通过以二进制编码形式组成的数据组进行各种数据信号的传递。
下面以美的变频空调器为例对数据的编码方法及通讯规则进行介绍,以便于大家对通讯电路的理解。
1、通讯数据的结构主、副机间的通讯数据均由16个字节组成,每个字节由一组8位二进制编码构成,进行通讯时,首字节先发送一个代表开始识别码的字节,然后依次发送第1~16字节数据信息,最后发送一个结束识别码字节,至此完成一次通讯。
每组通讯数据的内容如下表:2、通讯内容的编码方法1)命令参数第三字节为命令参数,由“要求对方传输参数的命令” 和“给对方传输的命令” 两部分组成,在8位编码中,高四位是要求对方传输参数的命令,低四位是传输给对方的命令,高四位和低四位可以自由组合。
2)参数内容第四字节至第十五字节分别可表示十二项参数内容,每一字节主、辅机所表示的内容略有差别:3、主、副机间的通讯规则空调器通电后,由主机(室内机)向副机(室外机)发送信号或由副机向主机发送信号,均在收到对方信号处理完50毫秒后进行。
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机;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。
变频空调电路原理和系统原理分析一、变频空调电路原理分析1.电源系统:变频空调的电源系统主要由变频器、整流器、滤波器等组成。
变频器将220V、50Hz的交流电转换为直流电,然后通过整流器进行滤波去除杂波,最后得到稳定的直流电供给压缩机驱动电机。
2.控制系统:变频空调的控制系统主要由微电脑控制器、温度传感器、压力传感器以及驱动电机等组成。
微电脑控制器负责控制整个系统的运行,实时监测室内温度、压力等参数,并根据设定的目标温度和制冷需求来控制压缩机的运转频率。
3.压缩机及驱动系统:压缩机是变频空调的核心部件,通过压缩制冷剂将室内热量排出,从而实现室内温度的降低。
驱动系统由变频器和电机组成,其中变频器可以调节电机的运转频率,从而控制压缩机的制冷能力。
4.制冷系统:制冷系统主要由蒸发器、冷凝器、节流装置和制冷剂组成。
制冷剂在蒸发器中接触室内空气,吸收热量并蒸发,然后被压缩机吸入,通过冷凝器排出热量,从而实现制冷效果。
节流装置控制制冷剂的流量,使其保持一定的压力和温度。
二、变频空调系统原理分析变频空调系统原理是指变频空调的整体工作原理,包括供冷工作原理和供热工作原理。
1.供冷工作原理:当室内温度高于设定的目标温度时,温度传感器会感应到室内温度的变化,并将信号传输给微电脑控制器。
微电脑控制器通过对室内温度的监测和运算,判断当前制冷需求,并控制变频器调节压缩机的运转频率,以满足室内制冷需求。
2.供热工作原理:当室内温度低于设定的目标温度时,微电脑控制器会判断当前需要供热,并控制变频器调节压缩机的运转频率,以满足室内制热需求。
此时,制冷循环反转,将室外的热量吸收并传递给室内。
变频空调的优势在于能够根据室内温度变化进行智能调节,具有较高的能效比和舒适性。
由于变频空调采用了变频器来控制压缩机的运转频率,有效地减少了能量的浪费,提高了空调的节能性能。
在维修变频空调时,首先需要对空调电路进行检查,包括各部件的电路连接是否正常,电源系统是否供电,控制系统是否工作等。
第一部分控制原理图第一章控制原理图KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器电气控制框图如下所示:第二节控制原理图描述从上面的控制原理图中,可以看出KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器的室内机印刷电路板可大致分为以下几个电路单元:开关电源、上电复位电路、晶振电路、过零检测电路、室内直流风机控制电路、步进电机控制电路、温度传感器电路、空气清新控制电路、EEPROM电路、保护电路、显示驱动及遥控接收电路、应急控制电路、通讯电路等;KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器的室外机部分可分为如下电路单元:开关电源、上电复位电路、晶振电路、电压检测电路、电流检测电路、过零检测电路、保护电路、电子膨胀阀控制电路、室外直流风机驱动电路、IPM模块驱动电路及位置反馈电路、四通阀控制电路、温度传感器电路、EEPROM电路、通讯电路、电源整流及功率因数调整电路等。
具体描述如下:当室内机接通电源时,室内电源220V AC经EMI电路后,通过桥堆整流、滤波转变为280VDC直流,经开关电源转换输出35VDC、12VDC及5VDC直流电压,为单片机及其外围的电路提供电源。
同时,振荡电路和上电复位电路启动单片机开始工作。
此时,便可接受遥控器的信号,空调器开始检测室内的温度传感器、设定温度以及EEPROM中的数据等,并按照遥控器的设定状态运行;室内风机开始按指定转数运转;步进电机也开始来回摆动(如果步进电机设定为扫风状态);单片机通过显示屏将空调器的运行状态显示在显示屏上,初次上电经过3分钟左右延时,室内功率继电器给室外供电。
室内的单片机通过通讯电路与室外机进行串行半双工通讯通信,物理层为强电载体,强化抗干扰能力。
当室外机得到室内电源后,交流电220V AC经整流及功率因数调整后转换为280VDC直流,滤波输入到开关电源及IPM模块(驱动压缩机)。
经开关电源输出4路15VDC、1路12VDC、1路5VDC 电压供单片机、IPM驱动电路及其外围的电路工作。
和室内机一样,上电复位电路和震荡电路在得到5VDC电源之后便启动单片机工作。
此时,单片机开始检测温度传感器,通过室内外通信回路接收室内机发来的信号;室外直流风机和四通阀按照设定的模式运行,单片机根据室内传来的指令,通过IPM模块驱动电路及位置反馈电路控制IPM 模块使压缩机按指定的转数运转;室内外通信通过一个交流电过零检测信号来同步室内外通信;单片机通过电压检测和电流检测电路来进行过压和过流保护,等等。
第二部分电路原理分析第一章室内机部分第一节电路原理图KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器室内控制板的电路原理图如下所示:第二节 电源电路(开关电源)一、电源电路概述:开关电源是为室内机空调器电气控制系统提供所需的工作电源,如单片机、空气清新及一些控制检测电路工作电源等。
主要由开关变压器、控制IC 、嵌位电路以及输入输出整流滤波组成。
二、电源电路(开关电源)原理图:如下图所示:三、电源电路原理分析电源(开关电源)电路 :交流电源220V 经EMI 滤波电路(由L01和C01、C15组成)后到整流桥堆DB01,转换为300VDC 经电容C02滤波后供给开关变压器,经开关变压器的绕组6—4加到开关电源控制IC(IC01)的2号管脚,该集成电路为整个开关电源的核心,内含一个功率MOS管、100KHz的方波发生器及占空比调整电路;输出电压采样及反馈回路由IC07和IC02组成,通过对输出电压12VDC和35VDC的联合采样,调节光耦IC02的输出电流,控制IC01的第6脚达到调节100KHz的方波发生器的占空比,控制IC01内部MOS管的导通时间,从而稳定输出电压。
该开关电源为反激式开关电源,当IC01内部MOS开关管导通时,能量全部存储在开关变压器的初级,次级整流二极管D02、D03、D04未能导通,次级相当于开路,负载由滤波电容提供能量;当开关管截止时,初级绕组反极性,次级绕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。
次级在开关管截止时获得能量,这样,电网的干扰就不能经开关变压器直接偶合给次级,具有较好的抗干扰能力。
开关变压器次级经快恢复二极管、高频滤波电解电容滤波后得到35VDC、12VDC、7VDC,其中7VDC 经多功能集成电路IC03(上电复位、软件看门狗、线性稳压)线性稳压后转换为5VDC供CPU等。
此外,开关电源还有一些保护的电路:在开关变压器初级T01(4-6)绕组上并联C17和MOS管Q01组成了钳位电路,吸收功率MOS管关断时开关变压器初级绕组(4-6)产生的反电势,保护功率MOS管不被击穿。
这样,一方面可以使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开关尖峰电平大大降低。
四、电路关键性器件本电路的关键性器件为:开关变压器T01、IC01、IC03和IC07 五、电源电路关键点的电气参数电源变压器降压输出的参考电压值六、检修方法对电源电路的检修可以按照电源的走向来测或者逆向来检测,一是开关电源是否有5/7/12/35VDC输出;二是F02、F03及D02-D04是否击穿;三是IC01(2-3)是否击穿;第三节上电复位及开门狗电路一、上电复位电路及开门狗电路概述上电复位电路在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。
但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时,电源会有一些不稳定的因素,为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。
因此,在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。
上复位电路另一个作用是,监视正常工作时电源电压。
若电源有异常则会进行强制复位。
复位输出脚输出低电平至少需要持续三个(12/fc s)或者更多的指令周期,复位程序开始初始化芯片内部的初始状态。
等待接受输入信号(若如遥控器的信号等)。
开门狗电路在控制系统中的作用是当CPU软件跑飞后,开门狗IC未检测到CPU输出的方波信号,就强行输出一低电平,使CPU复位,保证整机不误动作。
二、上电复位开门狗电路原理图三、上电复位电路原理分析上电时5V电源通过IC03(TA8000S)的8脚输入,7脚便可输出一个上升沿,触发芯片的复位脚。
当CPU软件跑飞后,IC03的9脚未检测到CPU输出的方波信号,7脚便强行输出一低电平,使CPU复位。
四、上电复位电路的关键性器件本电路所用到的关键性器件有:IC03(TA8000S)。
五、上电复位电路关键点电气参数IC03(TA8000S)的输出脚7脚的输出(稳定之后的输出)如下图所示:六、检修方法上电复位电路是在电源正常的情况下,给单片机提供一个触发信号,但在检修时一般检测不到延时信号。
可以用万用表检测输出脚在上电到稳定之后是否能达到规定的电压要求要求。
复位电路可能带来的问题是:室内机在接通电源之后无反应,系统无法正常启动和工作。
第四节振荡电路:一、振荡电路概述振荡电路在单片机系统中,为系统提供一个基准的时钟序列。
振荡信号犹如人的心脏,使单片机程序能够运行以及指令能够执行。
以保证系统正常准确地工作。
二、振荡电路原理图电路图如下所示:三、振荡电路原理分析振荡器的1脚和3脚分别接入CPU(TMP87CM40AF)的24脚和25脚,2脚接地。
在单片机CPU(TMP87CM40AF)内部集成了两个高频滤波电容,分别连接到X30的1脚和3脚,并连接到地。
以消除振荡信号的高频杂波,为单片机提供一个8MHz的稳定时钟频率。
四、振荡电路的关键性器件。
本电路的关键性器件是振荡器。
五、振荡电路关键点电气参数关键点参数参考如下:1、振荡器2脚和1脚的参数(芯片的24脚)其电气参数列表如下:2、振荡器3脚和1脚的参数(芯片的25脚)波形如下图所示:其电气参数列表如下:六、检修方法振荡电路的检修,除用示波器观察其两点的波形之外,一般用万用表检测其两点的电压也可解决。
通电时检测芯片24脚和25脚的电压来判断。
若振荡电路有问题,可能会引起的现象是:系统不能工作,或者遥控器不能遥控开机或者使用应急开关可能会有反应。
第五节过零检测电路一、过零检测电路概述过零检测电路在控制系统中为室内外串行半双工通讯提供时序基准信号。
二、过零检测电路原理图三、过零检测电路原理分析220VAC交流电经R13(82K/2W)、D05降压整流输出一脉动的直流电,提供给光耦IC04,当IC04(1-3)的电压小于0.7V时,光耦不导通;而当IC04(1-3)的电压大于0.7V时,光耦导通。
这样便可得到一个过零触发的信号。
D35起保护IC04的作用。
四、过零检测电路的关键性器件本电路的关键性器件是:光耦IC04。
五、过零检测电路的电气参数IC04(4)的输出波形。
如图所示:电气参数如下:六、检修方法检修过零检测信号最好的方法是依据以上提供的电气参数检测维修。
但在没有示波器的情况下,可是使用万用表检测光耦IC04(4)的电压。
如果过零检测信号有故障,可能会引起的问题是:室内外通信故障。
第六节 室内直流风机控制电路一、室内直流风机控制电路概述室内直流风机控制 室内风机是将室内空气经冷却的铝箔使室内空气的温度降低,而室内风机控制电路是控制室内风机风速依据环境条件或者设定风速而自动地调节调节风量既风机转数。
二、、室内风机控制原理图三、室内风机控制电路分析本空调器室内风机是使用的直流电动机。
该直流电动机内置控制驱动IC (TP6520P 、TD62064F ),与主板接口为35V 驱动电源、5V 控制电源、转数控制信号(模拟电压)、直流风机转数反馈方波信号。
室内风速改变的原理是给直流电机提供0-5V 电压来改变风速,单片机通过内部PWM 发生器输出占空比可调矩形波,经C47滤波后转换为0-5V 之间的模拟电压,供给直流电机内部控制驱动IC (TP6520P 、TD62064F )控制电机转数,不同电压对应不同转数;电机运转的同时通过内置控制电路反馈转数信号(方波信号)到CPU (16)脚,CPU 通过计算单位时间内的方波数,得到电机的实际转数,再与目标转数比较,根据转数差,调节CPU(15)脚PWM波占空比,改变转数控制电压,使其达到目标转数,有效准确地控制室内风机的风速。
四、室内风机控制电路的关键性元器件本电路的关键性元器件为:C47。
此器件的特点是将PWM波转变为0-5V模拟电压当。
五、检修方法在本电路中,检修需注意是应先检查CN10(1-2)、CN10(2-5)电压是否为35V、5V;检查CN10(2-3)转数控制电压是否为0-5V之间的电压;检查CN10(2-4)转数反馈是否有方波信号,若无示波器可用万用表检查CN10(2-4)电压为0-5V之间的某个值。
室内风机控制电路可能会引起的问题是:一个是室内风机不运转,可参考上述检查,另外确认遥控器的开机设定以及温度传感器是否正常;另一个是室内风机开始运转,但一会儿便停止,请检查室内风机风速反馈信号;最后可能为直流电机内置控制驱动问题,需换电机。