变频空调电路和变频模块分析
[全]变频空调外机板开关电源电路原理分析,维修技巧
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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。
变频空调电控-常见零部件工作原理剖析
定速能力大小固定
交流变频与直流变频的主要区别：
• 交流变频压缩机：通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速；定子绕 组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现压 机运转，转子绕组有电流通过，产生电能损耗。
• 直流变频压缩机：压缩机定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实 现压缩机运转。转子是永磁体，没有线圈/绕组，无需外部供电，不产生电 能损耗，效率高、节能；直流变频压缩机属于同步控制，时刻检测压缩机 转子位置，控制压缩机转速。
扼流圈
压 敏 电 阻
内机电源电路工作原理
电源：AC220V经电源变压器T1降压后输出AC12V，再经整流滤波电路，输 出DC12V。DC12V供驱动电路（驱动继电器、蜂鸣器、步进电机及集成驱动 器TDG2003）和稳压集成电路7805工作。7805工作后提供稳压的DC5V，供 室内板微电脑芯片CPU及其附件工作。
遥控接收电路
显示板在接收到遥控器信号后，将遥控 信号直接发送至室内控制板进行处理， 遥控接收信号不经过显示板主控CPU 处理。室内控制电路在接收到显示板 发送的遥控信号后，经过处理再将处 理信号反馈至显示主控CPU，显示相 应的内容。
遥控接收电路
红外接收头好坏判断： 接收头接上5V电压，输出端接万用表，按遥
控器任意键，对准接收器，万用表指针应 在3-4.5V 之间任意一电压点摆动为好的。 红外线遥控接收头就是将光敏二极管和放 大电路组合到一起的元件，一般是接收放 大、解调一体头，它能完成接收、放大、 解调等功能。
交流滤波电路
• 交流滤波电路是干净输入的交流电源，抑制高频干扰及共模信号的输入；同 时，也抑制空调控制系统产生的干扰信号污染电网。
变频空调基础电路分解
相 关 零 件 的 认 识 ： TD2003AP
如右图：ULN2003APG为国产芯片，和东芝产的TD2003AP功能相 同。其内部方框图如右下图所示。 该电路的特点如下： ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作 电压下它能与TTL 和CMOS 电路 直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够 在关态时承受50V 的电压，输出还 可以在高负载电流并行运行。 ULN2003 采用DIP—16 或SOP—16 塑料封装。 ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC 、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。
2.1交流变频压缩机电路
交流变频压缩机电路，由室外电脑板、变频模块驱动电 路、变频模块IPM、变频压缩机等组成。有的变频模块 内置驱动电路。
（1）室外电脑板+变频板+变频模块式的压缩机电路： 如图3所示是科龙KFR-32GW/BPM交流变频空调器的 压缩机电路，由室外电脑板、变频板、交流变频模块、 压缩机等组成。
制冷/热运行时，室外电脑板上的CPU由Z、Y、X、U 、V、W脚输出六路PWM脉冲，经隔离电阻R6～R1， 送IC2～IC7进行放大及强弱电隔离后，提供给交流变频 模块PM20CTM060的UP、VP、WP、UN、VN、WN
变频空调控制电路原理及维修
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”。
变频空调电路讲解
P45/SNI2*2 相 位 W P46/ PPG2 压 机 壳 温 开 关 P50 /AN0 LED1 P51 /AN1 LED2 P52 /AN2 LED3 P53/AN3 电 压 1 P54/AN4 环 温 P55/AN5 盘 管 P56/AN6 排 气 P57/AN7 电 流 AVCC A/D电 源 AVR A/ D参 考 电 平 AVSS A/D地 P60/SIN1 通 讯 输 入 P61/SOT1 通 讯 输 出 P62/SCK1 强 制 运 行
SII
R11 R08 R16
1 2 56 0 3 56 0 4 56 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
P45/SNI2*2 相 位 W P46/PPG2 压 机 壳 温 开 关 P50 /AN0 LED1 P51 /AN1 LED2 P52 /AN2 LED3 P53/AN3 电 压 1 P54/AN4 环 温 P55/AN5 盘 管 P56/AN6 排 气 P57/AN7 电 流 AVCC A/D电 源 AVR A/ D参 考 电 平 AVSS A/D地 P60/ SIN1 通 讯 输 入 P61/ SOT1 通 讯 输 出 P62/ SCK1 强 制 运 行
6
HB
7 8
9
MAIN
10 11
12
13
14
15
16
(HS)PB4过 零 PB3电 源 指 示
AIN0环 温
PB0片 选 vfd
AN1盘 管PE1时 钟 vfd的 IC或 cpu
Varef PE0数 据 vfd的 IC或 cpu
Vs sa
VDD-2
AIN8
OSC1
PF1蜂 鸣 器 驱 动
OSC2
第二十二讲变频空调器典型电路分析
第二十二讲变频空调器典型电路分 析
一、壁挂式变频空调器的电路分析
(10) 通信电路
室内机和室外机各 有一块微处理器控制板， 为了使整个系统能协调 运行，室内机和室外机 必须交换信息，此项功 能是由通信电路完成的。 由图8-18可知，微处理 器的29脚为通信电路的 接收端，30脚为通信电 路的发送端，电路上的 光电耦合器IC1、IC2起 隔离作用。
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。
第二十二讲变频空调器典型电路分 析
一、壁挂式变频空调器的电路分析
(5)室内电机控制电路： 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。
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。
第二十二讲变频空调器典型电路分 析
第二十二讲变频空调器典型电路分 析
(2)主控 微处理器电路
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。
空调控制模块电路分析资料
5、制热模式：
四通阀控制：进入制热状态压机开机，四通阀一直得电，制热压机关机，四通阀滞
后 2 分钟关，若有制热转入其它状态，则压机先停，2 分钟后四通阀关。
初次进入制热时（根据室温与设定温度的差别），压机、外风机开启，8 分钟后检测
室内温度，室内控制器根据当前室温跟设定温度的差别给室外发
信号决定压缩机的开停。
以下 Tr 表示室温，Ts 表示设定温度，ΔT 表示补偿温度，则：
Tr≥（ Ts+4）+ ΔT+1
压机关
Tr≤（ Ts+4）- 1
压机开
三、空调室内机控制器电路 1、电源电路
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、电加热及一些控制检 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。 有使用线性电源也有使用开关电源，线性电源的优点是可靠性高、EMI 好，缺点是无法应对 宽电源输入，一般只有 200V-240V 之间，工频变压器体积大，无法实现大功率输出，输出电 压波动大，效率低，待机功耗无法控制；开关电源体积小，效率高，电压输入范围宽，一般 为 160V-270V 之间，缺点是设计复杂维修难，抗雷击能力较低 A、线性电源电路
线性变压器
电源部分 FUSE101:延时保险丝，可以防止电控器的长时间过流或短路，可在输入电压过高时，与 RV101 一起保护后续电路免受冲击而损坏 RV101:压敏电阻,在电路收到高压冲击时，通过压敏电阻及时放电，保护后续电路（主要为 防雷击）； C101：X 电容，EMI 滤波，用以抑制差模干扰； T1: 线性变压器； BD1:4 个二极管组成的桥式整流电路； E101:整流滤波电容，C102: 磁介电容 104，起吸收高频信号作用；
常见变频空调室外机电路工作原理及组成
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。
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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。