海信KFR-26GW/77ZBP系列是DC变频空调的新型产品。本文对该机的电控驱动系统进行了分析和介绍,以供参考。
一、室内机电控制系统
1.电源和过零检测电路
AC220V市电由电源变压器T1降压输出AC12V。经过D1-D4电桥整流、D5隔离、C40高频滤波、C4平滑滤波后,经7805稳压、C5和C27滤波,输出稳定的5V电压为电控系统、检测电路和单片机供电。电源和过零检测的电路图如图1所示。
过零检测电路在系统中有以下两个功能:一是用于控制室内风扇的风速;另一个方面是检测电源电压是否异常。检测点位于隔离二极管D5之前,以便准确检测不平滑的过零。从这一点输出的100赫兹的脉动直流电流被R2和R3分开并提供给Q1。当Q1的基极电压小于0.7V时,Q1不导电。当Q1的基极电压大于0.7V时,Q1接通。这样就可以得到一个过零触发的信号。该信号被传输到单片机,作为电源检测和风扇调节的参考。
2.上电复位电路
上电复位电路在电源上电时延迟输出,或者在正常工作时电压异常或发生干扰时向芯片输出复位信号。此外,在正常运行期间监控电源电压。这些都是为了消除电源的一些不稳定因素,会给芯片带来不利影响。芯片复位后,执行一个复位程序初始化芯片的各个端口,然后准备接收输入信号。
5V电源通过HT7044A的引脚输入,引脚可以输出一个上升沿触发芯片的复位引脚。电解电容C26是调整复位延迟的时间。
3.室内风扇控制电路
室内风扇控制电路根据环境条件自动调节和控制室内风扇的风速。电路如图3所示。
CPU通过检测交流零点,输出风扇驱动的延时触发脉冲(即芯片的管脚39),延时的长短决定了室内风扇的风速。
通过风扇转速的反馈(即芯片引脚),检测风扇的运行状态,从而精确控制室内风扇的风速。
4.步进电机控制电路
步进电机主要用于控制系统中改变室内机出风口的方向和开度。
步进电机的旋转、停止和转角是CPU的引脚23、24、25和26输出的四组不同相序的脉冲信号,分别输入到U3 (ULN 2003)的引脚、、和,由U3 15、14、13和12输出,控制反转后的步进电机。
5.温度传感器电路
室内温度传感器,用于检测室内温度和线圈温度。向单片机提供当前温度信号,进行自动温度调节。
温度传感器的电阻值随温度变化,由R2(14.7k)、R30、R31(10k)采样,提供随温度变化的电平值,输入CPU 19、20进行芯片检测,当前温度由CPU A/D转换检测。
6.其他电路(如EEPPOM电路、显示信号传输电路、遥控接收电路)
芯片运行的一些状态参数由EEPROM交换(如风速的设定、步进电机的旋转等)。).
可编程只读存储器通过两条数据线S1和S2以及另一条时钟线SCK与主芯片交换数据。
显示屏用于显示空调的运行状态,如制冷/制热、室内外温度显示等。
通过串行通信与室内机控制板通信,接收显示信息,驱动LED显示空调运行状态。
二、室外机电控系统
1.开关电源电路
该电路为反激式开关电源(电路图如图4所示),稳压方式采用脉宽调制方式,特点是内置振荡器。开关频率固定在60kHz,占空比通过改变脉冲宽度来调节。因为开关频率是固定的,所以设计滤波器相对方便
交流220伏经硅桥整流滤波后输出约300伏电压,通过两种方式送到开关振荡电路;一路通过开关变压器的绕组施加到IC1中开关管的漏极D;另一路与开关管源s相连。由于高频开关变压器T1的一次绕组、二次绕组和反馈绕组极性相反,当IC1的开关管导通时,所有的能量都储存在开关变压器的一次绕组中,二次整流二极管D3和D4不能导通,所以二次绕组相当于开路。当吊舱开口管被切断时,初级绕组反向
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,开关变压器的次级便得到所需的高频脉冲电压。经脉冲整流、滤波、稳压后送给负载。初级副绕组经二极管D2、电阻R2、电容E1滤波后接IC1的控制端为开关管提供偏置电源。次级反馈采用由TL431组成的精密反馈电路,+12V电源经R8、R9分压后的取样电压,与TL431中的2.5V基准电压进行比较后产生误差电压,再经光耦去控制反馈电流,改变功率开关管的输出占空比,来维持输出的+12V稳定。由于采用这种反激式开关方式,电网的干扰就不会经开关变压器直接耦台给次级,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:由于开关管在关断时,高频变压器漏感产生的尖峰电压会叠加到电源上,损坏功率开关管。因此,在开关变压器初级绕组上增加钳位保护电路(由稳压二极管ZD1和快速二极管D1组成了缓冲电路)。
本电路由R402(47k)和E401(2.2uF)组成的阻容上电复位电路,通过对电容E401充电将电平拉低,给CPU提供复位所需时间。
电压检测电路是用来检测供电电压是否异常,是否在工作电压范围之内,或在运行时电压是否出现异常的波动等。该电路由R301-R303(182kx3)、R304(5.1k+1%)相R305(5.1k+1%)串联,分压输出。
室外机中的交流220V电压经硅桥整流、滤波后输出到IPM漠块的P端(串联电阻的R301)、N端,电压检测电路从直流母线的P端通过电阻进行分压,从R305取出检删电压输送至CPU 37脚,进而对交流供电电压进行判断。输人电压由AC176V-260V变化时,取样电压由DC2.28V相应变化至DC3.37V。
4.电流检测电路(电路略)
电流检测电路是用来检测压机供电电流的。保护压机不致在电流异常时损坏压机。当交流电通过互感器时,电流互感器CT1感应出电流信号,经D6、D7、D8、D9整流出一直流信号,经R21、R22、R23分压,E15滤波之后,输入到芯片⑧脚。
5.室外风机四通阀控制电路
此电路是控制空调器的风机和四通阀,调节室外的风速以及制冷/制热的切换。CPU输出脚输出高电平(4.8V左右),经反相器IC3(ULN28003)在相应的12脚、14脚输出低电平触发室外风机、四通阀控制继电器动作,进而控制风机运转及四通阀转换动作。
6.温度传感器电路
温度传感器电路是用来检测室外环境温度、系统的盘管温度、排气温度、和过载保护电路。温度传感器电路的原理图见图5所示。随上述部位温度的变化而阻值亦随之变化,经电阻R12、R13、R14分压取样E7、E8、E9滤波之后输入到CPU芯片相应的管脚,进行MD转换后进行相应控制。
通讯电帑是室内机与室外机通讯的通道。通过电源零线和相线进行半双工串行通讯。
电路原理图如图6所示。
空调器在开机状态下,按应急按钮5秒钟以上,空调器进行故障报警和显示故障代码。故障代码和故障内容见附表所示。并分别显示室内温度(室内故障)、至外温度(室外故障)位置,闪烁频率1Hz。