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变频空调室外机控制电路分析

变频空调室外机的控制部分主要包括电源滤波电路、开关电源电路、电压检测电路、电流检测电路、室外风扇控制电路、四通阀或电子膨胀阀控制电路、温度传感器检测电路、EEPRON和故障运行指示电路、室内外通信电路等。室外机控制电路的结构如图1所示。

1.交流电源滤波电路

这部分电路如图2所示。其作用是减少变频空调工作时对电网的干扰。电路中由L10、c10、C12和C11组成的交流滤波器抑制共模噪声,并抑制变阻器VAl0和Val1。实现电网电压过压保护,防止电网浪涌电压的影响。SAl0为放电管,工作电压3600V,能有效保护雷击产生的感应高压。电网电压经过交流滤波电路后,由背硅桥整流,整流后的DC电压送至开关电源电路模块。

电源滤波电路是变频空调室外机电路的初始部分,其稳定性将直接影响后续开关电源的可靠性。滤波器电路的物理图见图3。当空调开关电源无法工作时,应先确认有220V电压输入。此时,用万用表的交流电压块检测OUTl-OUT2两端的电压。如果没有220伏的交流电压,则检测电感器L10的引脚和引脚处的电压。如果仍然没有电压,图中的电感就会损坏。检测电感线圈L10的方法是用万用表的电障检测电感线圈的针脚1和3以及针脚和的DC电阻,如果线圈开路,则更换线圈。在电力滤波板中,除了滤波电感外,变阻器VAl0和vAll也容易损坏。变阻器阻值大,正常时流过的电流小;当电源电压超过260伏时,变阻器立即从关变到开。由于与电源并联,电源的保险丝被迅速熔断,防止主电路板烧坏。变阻器是一次性元件,烧坏后要及时更换。如果只更换保险丝管而不更换变阻器,当再次出现过电压时,电路板上的其他元件就会烧坏。判断压阻的方法是:正常情况下电阻值无限大,如果电阻值太小,说明电阻已经损坏。

2.开关电源电路

开关电源为室外机提供稳定的电源,其工作模式是将交流电转换为DC交流电,将DC交流电转换为交流电输出。图4是空调开关电源示意图。变频空调采用自激开关电源和脉宽调制稳压方式,即开关稳压电路输出的DC电压与开关管的导通时间成正比,与开关脉冲的振荡周期成反比。开关电路的自激振荡过程是220伏的交流电压经硅桥整流,电解电容滤波(在室外机的电气箱内),约300伏的DC电压(即电路板上的CN02和CN07接口)通过两种方式送到开关振荡电路:一种方式是通过开关变压器的绕组-加到开关管Q01的集电极;另一条路径由电压调节器ZD02稳定,然后向开关管的基极提供微导通电压,使得开关管Q0l导通,电流流过其集电极。此时,由于绕组 ~ 11的感应电压的反馈作用,在电路中形成自激振荡(具体过程省略),开关变压器的次级得到所需的各种高频脉冲电压。经过脉冲整流、滤波和稳压后,送到各自的负载电路。在开关电源中,电网的干扰不能通过开关变压器直接耦合到次级,因此具有较好的抗干扰能力。t中有一些保护电路

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,另一方面可以使输出端的开关尖峰电平大大降低。并联在Q01上的二极管D16是续流二极管,是为了让开关管Q01截止时,放掉Q01的c极电荷,以提高开关管Q01的开关效率。 
    开关电源电路比较容易出故障,在实际检修时重点用万用表的电阻挡测量开关变压器T02的初级及次级线圈是否开路、开关管Q0l是否击穿,和稳压管ZD02的是否烧坏。开关电源电路的输出插排CNl5相关电压如表1所示:  

    开关电源电路的实物图如图5所示,其中TR2—0l为开关电源变压器。三极管2SC3150为开关管。  


    【检修实例】一台KFR-400lGW/BP空调器,开机室外机就不工作,室内机正常运转。 
    分析检修:由于室内机工作正常,可以断定室内机电源没有问题。用万用表测试室外机端子排L-N端(即火线与零线)电压为223V,正常。打开室外机壳,发现室外机电源控制板LED01发光二极管(即直流280V指示灯)亮,该灯正常说明前面的整流滤波电路没有故障。前面说过,空调器开关电源电路输出4路15V的直流电源和一路稳压的5V电源,但用万用表的直流电压挡分别测试CNl5的⑩~11脚、⑦~⑧脚、④~⑤脚、①~②脚电压均不正常,因此可以判定此开关电源变压器的初级电路有问题。断电检测开关三极管(2SC3150),发现三极管c、e极击穿。此三极管在电路中起开关作用,其击穿以后,开关电源电路工作不正常而导致输出电压异常。这样驱动压缩机的功率模块不工作,导致压机不启动。换同型号的三极管后,开机后试机一切正常。 

3.电压检测电路 
    在设计中。为了不致因为外界电压的变化而影响空调器的使用,甚至烧毁空调器,故在控制基板上设有检测电路,来检测供电电压是否异常,如果出现供电过压或欠压。空调器将会自动显示故障代码并进行保护。  

    电压检测电路如图6所示。电路中,室外交流220V电压经电压互感器T0l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,输出直流电压供电脑芯片检测。二极管D14为钳位二极管,将检测直流电压牵制在5V,而不致在电压跳变时因电压过高而击穿芯片或使系统误操作。电压检测电路实物如图7所示。图中TR1-01为电压互感器。  

    电压检测电路有故障.空调会在电压过高时失去自动保护而损坏。出现此故障时,首先用万用表电阻挡测电压互感器T0l初次级线圈是否开路或短路。再用万用表直流电压挡测量电脑芯片的62脚的检测电压是否正常。正常时,电压检测电路的输出电压,即电脑芯片62脚测试电压如表2所示。