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第4章 空调器各系统的工作原理及电路分析
任何空调器均由三大系统组成,包括制冷(热)系统、通风系统、电气系统。
电气系统又包括若干个单元电路,如压缩机电路、内外风机电路、导风电机电路、四通换向阀电路、电加热电路、温度检测电路、显示操作电路、CPU及工作条件电路等。
4. 1制冷(热)系统
空调器的制冷(热)系统由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、干燥过滤器等首尾连接构成的封闭循环系统。系统中循环流动的工质是制冷剂。
制冷剂又称为制冷工质、冷媒。制冷剂应具备易凝结,冷凝压力不要太高,蒸发压力不要太低,单位容积制冷量大,蒸发潜热大,比容小、水溶解度很小等特性。此外,还要求制冷剂在工作过程中,应具备不燃烧、不腐蚀等性能。空调器目前应用的制冷剂有三种:R22、R502、无氟制冷剂。
制冷剂的压力单位有兆帕(MPa)、公斤力/厘米2 (kg/ cm2)。两者的换算公式如下:1 MPa≈10个标准大气压≈10kgf/cm2。
(1) R22制冷剂
R22是氟里昂22的简称,又称F22,化学名称为二氟一氯甲烷,分子式是GHCIF2,分子量86.48,R22特性见表4-1。
(2) R502制冷剂
R502制冷剂是混合工质制冷剂,属于共沸混合溶液,由48. 8%的R22,51. 2%的R115混合而成。其标准蒸发温度为-45. 6℃。
在相同温度条件下,R502的单位容积制冷量比R22和R115两者高,并具有两者的优点。另外,R502的汽化潜热大,气体密度大,制冷剂循环量大,在较低的蒸发温度范围内可获得较高的制冷系数。
(3)无氟制冷剂
空调器使用的无氟制冷剂型号有R407c等。无氟制冷剂R407,属于非共性混合工质,由R12,R125,R134a三种制冷剂组成,三种成分的比值为,5200。标准蒸发温度为-43. 8℃ ,蒸发压力为6. 36kg/cm2,冷凝压力为232kg/cm2。
2.制冷工作原理
空调器制冷是利用制冷剂在制冷系统中周期性地连续不断地形态变化,来达到制冷降温的目的。
       吸热 放热 
即 液态→气态→液态
这是利用制冷剂由液态变到气态时,会从周围空气中吸取热量。就如用酒精棉球擦过的皮肤,一定会有凉爽的感觉,事实上是酒精在蒸发的时候,夺取皮肤上热量的缘故。
图4-1所示是空调器的机械压缩式制冷系统的工作原理,也是空调器的制冷基本工作原理。
机械压缩式制冷系统,又称蒸气压缩制冷系统。它是由压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器四个基本部件组成。工作时,从毛细管节流后的低温低压液态制冷剂从蒸发器内不断地吸收室内空气热量而气化成为低温低压状态的气态制冷剂,从而达到降温除湿的目的。气态制冷剂经压缩机吸入及压缩后形成高温高压状态的气态制冷剂,排至冷凝器内与室外空气进行了热交换,将热量排至室外而冷凝成高温高压状态的液体制冷剂,接着流过孔径极小的毛细管后,到达蒸发器时又形成低压低温状态的液态制冷剂,至此便是整个制冷过程。制冷剂在制冷系统中以气相一液相一气相,如此不断反复地发生相变,最后达到降温去湿的效果。
3.单冷空调器制冷系统
单冷型空调器又称冷风型空调器,单冷型空调器具有制冷、除湿、送风功能。
(1)单冷窗式空调器制冷系统
如图4-2所示。单冷窗式空调器制冷系统由压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器等组成。完成蒸气压缩机制冷循环的四个关键部件是:①压缩机;②冷凝器;③毛细管;④蒸发器。
从图中可以看出,压缩机工作时,就会将系统内的制冷剂压缩为高温高压(100℃ ,20kg/cm2左右)蒸气,排送至冷凝器。在轴流风扇作用下,室外侧的空气会流过冷凝器肋片之间,将制冷剂放出的热量排出,使制冷剂降温冷凝成高压液态制冷剂。高压液态制冷剂经过滤器滤除有形脏物后,送毛细管节流,制冷剂压力降低至4.5~5. 5kg/cm2(其蒸发温度随之大幅度降低),进入蒸发器内蒸发,制冷剂蒸发所需的热量,是在离心风扇的作用下将室内侧的空气流过蒸发器肋片.把热量传给制冷剂,失一去热量的低温空气又吹至室内,不断循环,便达到给室.内降温的目的。然后,气态制冷剂又被压缩机吸入,不断重复上述的过程,进行制冷循环。
当室内的湿热空气流经蒸发器的肋片之间时,空气中的水分有一部会在低温肋片表面凝结下来,从接盘排出。此过程反复进行,室内空气的水分逐渐减少,空气的湿度降低,就是空调器的除湿作用。
(2)单冷分体壁挂空调器冷系统
如图4-3所示,由压缩机、冷凝器、蒸发器、毛细管、三通阀、二通阀、低压液体管(又称高压管、细连接管)、气体管(又称低压管,粗连接管)等组成。从图中可以看出,这种空调器较之窗式空调器增加三个器件,即二通阀、三通阀、室内外机连接粗细管。
二通阀、三通阀用于室外机与室内侧的通/断控制,空调器出厂时二者均关闭,以保证工厂在室外机充注的制冷剂不被流失。空调器安装后,这两个阀门均被打开,以使室外侧与室内侧接通,实现制冷剂量的循环流通。
当接通电源制冷开机时,压缩机开始运转,来自室内机蒸发器的低压制冷剂气体通过气体管、三通阀被压缩机吸入后,压缩成高温、高压气体,排入室外机冷凝器内,其热量与空气交换后排出室外,制冷剂被冷却后由气态冷凝成为液态,经过滤器送毛细管节流降压后,经二通阀、液体管喷入室内蒸发器时呈现低压,在相应低压下,制冷剂吸收外界热量气化制冷。经过蒸发器外部的空气得到冷却而降温,冷却后的空气由内风扇吹向室内,实现制冷。
(3)分体单冷柜式空调器制冷系统
图4-4,图4-5)所示是两种单冷柜式空调制冷系统,前者毛细管位于室外机,后者毛细管位于室内机。各部件的作用及制冷循环同于分体壁挂空调器。
(4)分体一施二空调器制冷系统
如图4-6所示,由1个压缩机、1个冷凝器、2个二通阀、2个三通阀、2个电磁膨胀阀、2个蒸发器、两组粗/细连接管,组成两个制冷循环系统。
制冷循环的节流工作由电磁膨胀阀进行。两个制冷循环工作如下:
A室内机的制冷循环工作:压缩机排出的高温高压液态制冷剂、流经冷凝器降温冷凝为高压液态制冷剂→经分支管1→A电磁膨胀阀节流降压→A二通阀→A细连接管→流经A蒸发器吸热气化成气态制冷剂后→A粗连接管→A三通阀→分支管2→储液器→被压缩机吸入,进下一次的制冷循环。
B室内机的制冷循环工作:压缩机排出的高温高压液态制冷剂→流经冷凝器降温冷凝为高压液态制冷剂→经分支管1→B电磁膨胀阀节流降压→B二通阀→B细连接管→流经B蒸发器蒸发气化成气态制冷剂后→B粗连接管→B三通阀→分支管2→储液器→被压缩机吸入,进行下一次的循环。
从上述两个制冷循环中可以看出,压缩机、冷凝器是公用。
4.热泵冷暖空调器制冷(热)系统
单冷空调器制冷运行室外机吹出暖风,如果将这个“热风”转换至室内,就可实现空调器的制热功能。为此,热泵空调器如在压缩机后面装置一个改变制冷剂流向的装置,就可实现空调器既能制冷、又能制热的目的。
热泵型空调器制冷在冬季使用时,可以将室外低温环境中的热量取出,排向室内,同时空调器消耗功转化成的热量也对室内升温有利。
图4-7所示是热泵冷暖空调器的制冷(热)系统,由压缩机、室外热交换器、四通换向阀、主毛细管、辅助毛细管、单向阀、二通阀、三通阀、高/低压连接管、室内热交换器等组成。
四通换向阀用于切换制冷剂走向,使制冷、制热时制冷剂走向在压缩机以外的部位相反。辅助毛细管、单向阀用于切换节流1-1-Al,室内、外热交换器的作用,制冷时同于单冷空调器,制热时的作用正好相反,即室内侧热交换器作为冷凝器,室外侧热交换器作为蒸发器。
(1)制冷工作
如图4-8所示,与一单冷空调器制冷系统的工作基本相同。制冷运行时,四通阀的线无工作电压,阀体处于默认状态.其管口1,2接通,管口3 ,4接通,使制冷制冷剂循环向如图箭头所示,制冷剂在循环过程中将单向阀内的钢球吹离锥形口,单向阀导通,将辅毛细管旁路,辅助毛细管不起作用。这样,压缩机排出的高压高温制冷剂→经四通阀管口43→先流经室外侧的热交换器进行放热冷凝为液态后→经过滤器→单向阀→主毛细管节流后→二通阀→室内侧热交换器进行吸热蒸发为气态→三通阀→四通阀管口1、2→被压缩机吸回,完成一个制冷循环,实现制冷剂在室内吸热从而降低室温的目的。
(2)制热工作
如图4-9所示,制热运行时,四通阀的线圈得到220VAC;电压,线圈产生磁场,吸动内部的阀芯动作向左移动,使管口1、4接通,管口2、3接通,制冷剂走向如图箭头方向所示,会推动单向阀内的钢球堵塞锥形口,单向阀截止,制冷剂只能通过辅助毛细管循环流动。这样,压缩机排出的高温高压气态制冷剂→流经四通换向阀的管口4、1→三通阀→室内热交换器进行散热冷凝为液态制冷剂→二通阀→主毛细管+辅助毛细管双重节流后→过滤器滤除有形脏物→室外热交换器吸热蒸发为气态→经四通换向阀的管口3、2→被压缩机吸回,完成一制热循环,实现制冷剂在室内散热达到制热目的。
冬季使用热泵空调器时,因室外侧温度低,室外侧热交换器会经常结霜,导致热交换效果差,甚至不能工作。所以,热泵型空调器必须具有除霜的功能。除霜过程通常是通过短时间(8min左右)将制热转换成制冷运行来实现,使室外侧热交换器在较高温度和压力下,能够快速融化冰霜。此后,空调器又会恢复原来的制热效果。
热泵型空调器在冬季制热时从室外空气中吸取热量,并利用这部分热量连同压缩机输入功率的转换来给室内供热,但其供热量将随室温度的降低而减少。一般来讲,当室外环境温度在5℃以下,制热能力急剧变小,当温度在-5℃时几乎不能满足供热的要求,且因制冷剂在蒸发器不能从外界空气中吸收足够热量而无法完全蒸发气化就进入压缩机,易损坏压缩机内的阀片,即产生液击,造成压缩机的损坏。
4.2通风系统
通风系统,主要负责对室内、外热交换器进行通风散热(冷)。
1.窗式空调器的通风系统
图4-10所示是窗式空调器的通风系统的工作。包括室内侧空气循环系统、室外侧空气循环系统,主要离心风扇、过滤网、轴流风扇、进风口、出风口、摆叶等组成。离心风扇和轴流风扇共用一个双轴电机。对于设置有换新风功能的空调器,还设置有新风口。
(1)室内空气循环系统
离心风扇旋转时,在扇叶的作用下产生离心力,中心形成负压区,使进风口的气流沿轴向吸入风扇内,沿径向朝四周扩散,然后在蜗壳的引导下,气流沿出风口方向流出。其循环方向如下:
室内空气→室内侧进风口→过滤网滤掉尘埃→穿过室内侧热交换器,成为温度较低的空气(或制热时成为温度较高的空气)→经出风口→吹入室内→使室内空气降温(制热时升温)。
对于设置摆叶的窗式空调器,通过电机驱动摆叶左右慢速摆动,使被降温(制热为升温)后的空气均匀吹向各个方向或指定方向。
(2)室外空气循环系统
由轴流风扇负责。轴流风扇运转,使风扇进风侧压力低,出风侧压力高,从而在进、出风口之间形成一个压力差,由于压力差的存在,空气在扇叶的运转下,始终沿轴向流动。使室外侧空气循环方向如下:
室外空气→室外侧箱体左右进风口吸入箱体→流经压缩机、过滤器、毛细管、风扇电机对它们进行通风冷却后→将气流直接吹向室外侧热交换器强制散热(制热时为吸热)→室外侧出口排出室外,实现室内外热量交换目的。
有的轴流风扇还设置有叶轮,用于将空调器底盘内的凝露水甩到室外热交换器,这样在制冷工作可提高室外侧热交换器对制冷剂的冷凝效果,提高换热效果。
(3)换新风系统
换新风系统,由室内/外侧隔离板的新风门(又称闸门)、箱体上侧的气门组成。主要用于排除室内混浊的空气。
按动空调器前面板的换新风开关,通过传动机构,打开新风门,由离心风扇吸入的新风约占室内循环风量的15%,与室内循环空气经热交换器降温(制热为升温)混合后,由出风口吹入室内,以保持室内空气一定的清洁度和舒适度。
图4-11所示是窗式空调器换新风工作。新风系统由空调器内隔板中的排出门(又称闸门、新风门)、箱体上侧的气门组成。打开新风门,由离心风扇吸入的室外新风约占室内循环风量的15%,室内循环空气热交换混合后,送回室内,以保持一定的清洁度和舒适度。换新风时间不宜过长,否则会造成制冷(热)量的损失过大。
2.分体空调器的通风系统
普通分体空调器、变频分体空调器的室内、外通风系统是相同的。分体挂机、分体柜机的室外通风系统也相同,不同的是室内风系统。
(1)室外通风系统
图4-12所示分体挂机的室外通风系统,采用轴流风扇。轴流风扇运转时,室外空气由空调器的背部和侧面吸入,穿透室外热交换器,与室外热交换器交换热量后,升温后的热空气(制热时冷空气)由前方吹出,经出风口排向室外。
(2)分体挂机室内通风系统
图4-13是分体挂机室内通风系统。进风口(又称进风格栅)里侧依次是空气过滤网、室内热交换器、贯流风扇。贯流风扇采用前倾式,气流沿叶轮径向流入,穿过叶轮内部,然后沿径向从另一端排出。
当贯流风扇运转时,室内空气经进风口被吸入,经空气过滤网净化后,穿过室内热交换器进行热量交换后,变成冷空气或热空气,沿风道经出风日吹向室内。因此,进风口的温度能代表室内温度,出风口的温度能代表空调器的制冷量。
(3)分体拒机室内通风循环
图4-14所示分体柜机室内空气循环系统。当离心风扇运转时,室内空气从下部的进风口被吸入,经空气过滤网过滤除灰尘后,沿风道,途经室内热交换器变为冷空气或热空气,继续经风道,由出风口吹向室内。
(4)换新风系统
图4-15所示是分体空调器换新风结构。开启换新风时,换气模块内的风扇电机使室内、外空气流通。
换新风安装步骤如下:①安装换新风管部件前估算换风管所需长度(换新风管越短越好),将其他多余的部分剪掉,将管罩装好,这样换新风效果更好。②将换新风管组件的卡钩卡进换风扇的相应卡槽里,并检查是否可靠。③换新风管须与室内外机连接管一起,用包扎带缠在一起至室外。
4.3压缩机电路
维修提示:
压缩机运转条件:①单相压缩机要求工作电压为220VAC±10%、运转电容的容量正确;②三相压缩机要求相序正确、三相电为380VAC±10%③变频压缩机要求相序正确、三相电为50~180V。
4.3.1单相电压缩机电路
单相电压缩机电路根据控制方式分类有:机械控制式;电脑控制式;电脑控制斗交流接触式。
1.机械控制式压缩机电路
这种结构仅见于机械控制窗式空调器。由压缩机、运转电容、过载保护器、主控开关、温控器等组成。运转电容是压缩机运转必须的条件,主控开关负责模式设定(制冷、制热、送风),温控器根据室温控制压缩机的控制,过载保护器负责压缩机的过流、过热保护
(1)单冷机械控制式压缩机电路如图4-16所示。当主控开关设置于强冷(HIGH COOL)或中冷(MED COIL)、弱冷((LOW COOL)任意一挡位,主控开关的①脚均与⑧脚接通,使220V L→主控开关①、⑧脚→单冷温控器→过载保护器→压缩机及运转电容、220V N,构成回路,启动压缩机运转,驱动制冷系统的制冷剂开始循环及液态气态相换转换,空调器开始制冷。
当单冷温控器感知室温降到设定温度-1℃时自动断开,切断压缩机供电回路,空调器停止制冷。停机后室温逐渐升高,当升一高至设定温度+1℃时,单冷温控器自动闭合,开始第二轮制冷。以后重复上述过程,使空调器自动开/停机,将室温控制在设定温度±1℃范围内。
空调器工作时,如压缩机因故工作电流过大或过热时,过载保护器会自动断开,切断压缩机回路,压缩机停止运转。待压缩机温度下降到允许值时过载保护器自动恢复到接通状态,压缩机恢复运转。
(2)冷暖热泵机械控制式压缩机电路
如图4-17所示。采用的冷暖温控器,有三个触点,C (Mm)是公共端子,L(LOW)是低温端子,H (HIGH)是高温端子。
选择制冷时,主控开关的0、④脚接通,使220V L→主控开关的0、④脚→冷暖温控器的L、C脚→过载保护器→压缩机及运转电容→220V N,构成压缩机回路。
选择制热时,主控开关的0、③脚接通,压缩机回路为:220V L→主控开关的0、③脚→冷暖温控器的C、H脚→压缩机和运转电容→220V N。
当空调器制冷(热)到设定温度时,冷暖温控器自动断开,空调器停止制冷(热)。待室温回到开机温度时,冷暖温控器自动闭合,开始第二轮制冷(热)。
2.电脑控制式压缩机电路
(1)倒相驱动器式
如图4-18所示,由压缩机、运转电容、过载保护器(有的内置在压缩机内卜压缩机、倒相驱动器、CPU、通电延时3min器件C1等组成。这种电路广一泛应用于电脑型分体壁式、分体柜式、窗式空调器。
当CPU的CM压缩机控制端输+5V出高电压时,送驱动器ULN2003(或TDA2003)的输入端IN1,被倒相放大后由OUT1输出端输出约0. 7 V低电平,驱动继电器RYl动作其触点开关闭合,接通压缩机的220V供电回路,压缩机开始运转。
当CPU检测室温达到设定温度-1℃(制热+1℃)检测到异常信息时立即停机,令CM端转为输出0V低电平,使ULN2003内的倒相放大截止,切断RLY1的线圈回路,RLY1触点断开,切断压缩机的供电回路。压缩机停止运转。
R1、R2、C1 V1组成通电三分钟延时(英文为“3MIN-DELAY”)电路。延时原理是利用电容两端的电压不能跳变的特性,禁止压缩机停转后三分钟内再次启动,以避免压缩机由运转进入停止而立即再转入运转时,由于制冷系统平衡时间太短,压缩机启动力矩、电流增大,启动困难频繁动作后,易烧坏压缩机。
首次开机或停机时间较长后再开机时,因电容 C1的两端电压通过R2全部放掉而为0V,使开机瞬间C1两端电压为0V,并通过V1将CPU的3min延时脚钳位于低电压,CPU据此判断不需要进行三分钟延时,可立即启动压缩机工作。
空调器因某种原因停电后短时间(≤3min)又供电时,因电容C1容量、R2阻值均较大,放电时间长(大约3min),C1在上次开机时+5V电源通过R1,V对它充有的电荷还没放完仍有一定电压,使V1截止,CPU的3min脚电压仍由+5V通过R1提供为高电平,CPU据此延时3min后才令cm脚输出压缩机运行指令。
(2)三极管驱动式
如图4-19所示,由压缩机、运转电容、过载保护器、RLY1压缩机继电器、驱动管三极管VTI,CPU,V1等3min延时器件等组成。
当CPU的CM输出+7V高电平时,通过隔离电阻R33,对VT1的b极提供0.7V高电平,VT1饱和导通,对RLY1的线圈提供回路,线圈流经电流形成磁场,吸动触点开关闭合,接通压缩机的220V供电回路,压缩机开始运转。压缩机回路:220V L→FUSE1→RLY1→过载保护器→压缩机及运转电容、220V N。
RC1阻容器件负责消除尖脉冲,避免压缩机停转时形成的反峰高压损坏压缩机。
C1,V1,R1,R2组成3min延时电路,以保证压缩机停转3min后才能再次启动运转。
3.电脑板+交流接触器组成的压缩机电路
如图4-20所示,由压缩机、运转电容、交流接触器、RLY1压缩机继电器、倒相驱动器ULN2003,CPU,3min延时器件C1等组成。这种电路应于分部柜空调器。
当室内机电脑板上的CPU执行压缩机运行程序时,由CM脚输出高电平,经ULN2003倒相放大后变成低电平,驱动RLY1触点闭合,使220V L经→RLY1→信号控制端子板的CM脚→交流接触器的线圈K→220V N,构成回路,交流接触器的线圈流经电流,形成磁场,吸动触点闭合接通Al,A2脚,从而接通压缩机的220V供电电路,压缩机开始运转。
压缩机回路:220V L→交流接触器的A1,A2脚→压缩机及运转电容→220V N。
4.3.2三相电压缩机电路
如图4-21所示,由三相电压缩机、交流接触器、KB相序检测器、RLY1压缩机继电器、倒相驱动器ULN2003、CPU、3min延时器件C1和R1等组成。
当KB相序检测器检测到R、S、T三相电的相序正确时,其内部触点闭合接通C、A脚。这样,在室内机的CPU执行压缩机运行程序由CM输出高电平时,被ULN2003倒相放大后由OUTI输出低电平,驱动RLYI触点闭合,通过接线端子板的CM脚,接通交流接触器的线圈K回路,K形成磁场,吸动三组触点闭合,分别接通L1与T1脚、L2与T2脚、L3与T3脚,将过T相电、S相电、R相电,送压缩机的T、S、R端子,压缩机开始运转。
交流接触器线圈回路:室内电源插头的220V L→R1.Y1→KB的C、A端→交流接触器的K,室外机三相电电源的N端。
V1,R1,R2,C1负责通电压缩机延时3min启动。CPU通过检测3MIN DELAY电压高低,确定压缩机再次启动是否需要延时3min,如果为+5V高电平则延时分钟,如果为0. 1 V以低电平,在接收开机指令后可立即启动压缩机,不需要延时。
4.3.3变频压缩机电路
变频压缩机电路由室外机的电脑板、功率模块、变频压缩机等组成。电脑板根据软件程序,将检测到的各种温度(如室温、室外环境温度、内外盘温、压缩机高/低压管温)、湿度、电网电压、整机电流等信息进行逻辑运算后,输出相应宽度的六路PWM脉冲,分别控制功率模块内的六个IGBT轮流导通/截止时间比例,使功率模块输出相应值的三相电,控制变频压缩机运行在相应转速。例如,当空调器刚启动运行时,室温与设定温度的温差较大,压缩机高速运转,空调器进入快速制冷(热)。当室温达到要求的舒适度时,压缩机低速运转,保持整个房间舒适的环境温度。从而有效地减少了空调器频繁启动时带来的电力浪费,并可显著降低运行噪声。
1.交流变频压缩机电路
(1) PM20CTM060功率模块组成的压缩机电路
图4-22所示科龙KFR-32GW/BPM交流变频空调器的压缩机电路,由变频压缩机、PM20CTM060功率模块、PC817等光电耦合器组成。PM20CTM060是600V耐压、20A额定电流、6kHz IGBT类型的功率模块,具有电流检测,故障保护输出、1. 5kV等级变化等特点。IC2~IC7 (PC817)光电耦合器组成高压驱动电路,IC8 (PC817)光电耦合器负责的功率模块故障反馈,桥堆、扼流线圈L1、电解电容C12和C12等负责对功率模块提供+300V工作电压,三极管VT1和继电器RLY1等组成主供电控制电路。二极管V1和电容C1等组成通电延时电路。
空调器接通电源,形成+5V电源通过R1,V1对C1充电,C1两端电压由0V逐渐上升至4. 3 V,并通过V1使CPU的DELAY延时脚电压由0V逐渐上升5V,CPU通过分析DELAY脚电压,做出相应动作:
① DELAY脚为低电平时,认为通电时间不足3min,一方面禁止+W、-W、+U、-U、V、-V脚输出PWM脉冲,以禁止后级的IC2~IC7、功率模块、变频压缩机等工作,防止在CPU尚没有稳定工作前输出端口状态的不确定性,导致上述器件误工作被损坏;另一方面,CPU令POWER电源端为0V低电平,VT1截止,RLYI继电器触点为断开,使220V通过P1正温度系数热敏电阻降压限流后,再提供给桥堆,防止桥堆在通电初始形成过大电流被击穿。
②DELAY脚为+5V高电平时,认为接通电源的时间达到3min,一方面由+W、-W、+U、-U、+V、-V脚输出PWM脉冲,经隔离电阻R6~R1,送IC7~IC2进行放大和强弱电隔离后,控制功率模块由20,19,18输出三路相位差120°、频率可变的正弦电压,驱动变频压缩机运转在相应的转速上。与此同时,CPU令POWER端输出高电平,VT1饱和导通,驱动RLY1触点闭合,短路P1热敏电阻,使220V全部送桥堆,使桥堆及后级的功率模块全额工作。
当功率模块出现过热、过流、短路等故障时,其15脚FO端就会输出一个故障信号,通过IC8光电耦合器,送给CPU的INT(中断),CPU据此立即停机保护,并令室内、外机报警功率模块故障代码。
(2) STK621-031组成的变频压缩机电路
STK621-031是三相电功率模块,内集成有功率执行元件(IGBT和过热阀)、驱动预放器、过电流保护、过热保护、欠压保护等电路。采用直接输入互补金属氧化物半导体级位控制控制信号,不需要光电耦合器及其他器件做强电、弱电区的绝缘电路,使用单独电源驱动,激活自己的电源升压电路进行补给,STK621-031技术参数见表4-2。
图4-23所示是海信KFR-2608GW;'BP变频空调器的压缩机电路。STK621-031功率模块负责压缩机驱动,LM358M运算器负责故障反馈。LM358M内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。当运算器的“+”极电压高于“-”极电压时,内部运算器导通输出端输出电压;当“+”极电压低于“-”极电压时,内运算器截止其输出端为0V。
CPU输出的PWM1、PWM2、PWM3三相电控制信号,送STK621-031的13~18脚,被处理形成与PWM脉宽成正比例的三相电,分别由8、5、2脚输出,驱动交流变压缩机运转在相应转速上。
当STK621-031输出电流超过额定值时,判断功率膜过流其20脚输出低电平,通过R9将LM358M的3脚电压拉低到小于2脚,内运算器截止其1脚输出0V,反馈给CPU的CT脚,被CPU分析后做出相应操作。
当STK621-031过热或检测VDD的+12V电压过低时,会由19脚输出故障信号,反馈给CPU执行停机保护程序。
D1~D3、R5~R7、E1~E3组成自举升压电路,将+15V升压后提供内部的预驱动电路。R16,C9使LM358的输出、输入端形成深度负反馈。
2.直流变频压缩机电路
直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高,噪音低5~10分贝,相对成本也略高。另外,压缩机启动时电压较小,可在低电压和低温度条件下启动,这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况,有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速,它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
图4-24所示科龙KFR-33GW/BPSS压缩机电路。核心器件是2CX131 X7AA02直流变频压缩机、IC9功率模块。IC2~IC8光电耦合器组成高压驱动单元,IC6 SN74LVC541A三态输出的八位缓冲器/驱动器负责六路PWM脉宽调制信号放大,IC3 SY9905集成电路负责压缩机转子位置检测,VT1、RLY1、PTC等组成通电软启动电路。
(1)通电软启动
接通电源的瞬间,+12V建立后对C2开始充电,由于电容两端电压不能跳变,所以C2端电压只能由0V线性增大,使VT1基极由。V开始逐渐上升,VT1先表现为截止主继电器RLY1触点断开,使220V电源只能通过PTC正温度系统热敏电阻降压限流后,提供给桥堆,从而避免桥堆在通电瞬间受大电流冲击。当C2两端电压逐渐上升至0. 6 V时,VT1饱和导通,驱动RLYI触点闭合,使220V全额送桥堆电路,PTC的启动任务完成。
(2)高压驱动
CPU由PWMl-PWM6脚输出的六路三相PWM脉宽调制信号((PWMI,PWM4为U相电的+和-、PWM2,PWM5是V相电的+和-,PWM3,PWM6是W相电的+和-),送SN741-VC541A的A1~A6输入端。
SN74LVC541 A在20脚对10脚具备+3. 3V电源,CEl,CE2允许端为0V低电平时,就启动工作,对A1~A6端输入的六路PWM信号放后,分别由Y1~Y6端输出,经隔离电阻R1~R6,分别送IC2~IC8的2脚被倒相放大及隔离后,送功率模块的UP、VP、WP、UN、VN、WN脚,控制功率模块内六个IGBT的轮流导通顺序及导通量,从而在U、U、W输出相位相差1200、电压相等的三相电,控制直流变频压缩机运行在相应转速上。
(3)压缩机转子位置检测
直流变频压缩机内设置霍尔元件检测压缩机转子位置,检测结果由CN2插头输出,分别经R27~R29、R30~R32分压,E1~E3电容平滑滤波,E8-E9电容耦合给SY9905,被SY9905处理后由7~9脚输出PU~PV~PW,反馈给CPU,被CPU分析自动调节PWM1~PWM6的脉宽,以自动调整压缩机的运速,控制压缩机的运转精度更高。
4.4四通换向阀电路
四通换向阀电路仅见于热泵冷暖型空调器,用于控制压缩机排出的高温高压制冷剂走向,在制冷时先流经室外热交器,在制热时先流经室内热交换器。
1.电脑型四通换向阀电路
图4-25所示是两种四通换向阀电路,由四通换向阀线圈、四通换向阀继电器、倒相驱动器(管)、CPU等组成。两者的控制原理基本相同。下面以图(a)方式分析工作过程。
当用户要求空调器制冷或除湿运转时,CPU的20S四通换向阀控制端输出0V低电平,ULN2003的反相驱动器截止,RLY2继电器触点断开,切断四通换阀线圈20S回路,四通换向阀处于默认状态,即制冷模式。
当用户要求空调器制热时,CPU的20S端输出5V高电平,使ULN2003内的反相驱动器饱和导通其OUT1脚输出。.8V低电平,驱动RLY2继电器触点闭合,接通四通换向阀线圈回路,线圈形成滋场,吸动四通换向阀内的阀片移动至制热模式。
D1用于保护继电器线圈,RC1用于保护四通换向阀线圈。
2.机械控制式四通换向阀电路
图4-26所示两种机械控制式四通换向阀电路,应用于机械控制式热泵冷暖窗式空调器。由主控开关、四通换向阀线圈组成,两者的工作基本相同,其中图(b)工作过程如下:
除霜温控器属于自动复位型温度开关,固定室外侧的热交换器的“U”型管侧,断开温度为-11±1℃,接通温度为6±1℃。
当主控开关置于低热或高热挡位时,主控开关的O端子与A端子接通,这样,220V L→主控开关O、A端子→四通换向阀线圈→除霜温控器→220V N,构成回路,四通换向阀线圈得电处于制热模式。
当制热一段时间,室外侧热交换器结霜严重使管温低于-11℃时,化霜温控器断开,切断四通换向阀线圈和风扇电机电路,阀体恢复原制冷位置,使压缩机排出的高温高压制冷剂改为先流经室外侧热交换器,使室外侧热交换器开始化霜。同时风扇停转,防止向室内吹出冷风使人感到不舒服。化霜完毕,当室外热交换器管温上升到6℃时,化霜温温控器自动接通,为下轮制热作为准备工作。
4.5风扇电机电路
风扇电机电路,简称风机电路,风机类形不同,所组成的风机电路也不同。
4.5.1单速风机电路
图4-27所示是两种常见的单速风机电路,一般作为分体空调器的室外机风扇电路。两者的工作原理基本相同,其中图(b)结构工作过程如下:
制冷或制热运行时,CPU的外风扇控制端输出+5V高电平,通过R1对V1的b基极提供0.7V高电平,使V1饱和导通,驱动继电器RLY1触点闭合。这样,220VAC L→FUSEL保险管→RLY1外风扇继电器→接线板3L端→风扇电机及风扇电容→接线板的N脚→220VAC N,构成回路,风扇电机运转,对室外热交换器进行通风散热(冷)。
当制冷(热)达到设定温度或CPU检测到异常信息时,令外风扇控制端转为0V低电平,V1截止,RLY1触点断开,风扇电机停止运转。
维修提示:
风机运转条件:CR两端得到220VAC,SR两端接入的风扇电容的容量正常。
4.5.2抽头式多速风机电路
维修提示:
抽头式多速风机电路,简称多速风机电路,运转条件有两个:①风机的R,日两端(或R,M两端,R,L两端)得到220VAC,2(,}RS两端子之间的风扇电容的容量正常。多速风机电路根据控制方式又分类为:机械控制式、电脑板控制式。
1.机械控制式多速风机电路
机械控制式多种风机电路,仅应于机械控制式窗式空调器。
图4-28所示两种机械控制式多速风机电路,(a)所示风机有三个转速,(b)所示风机有两个转速。这里以图((b)为例介绍风速的切换过程:
当旋转主控制开关至低冷(或低热)时,主控开关的。、1端子接通,使220V L→经主控开关0、1端子→双速风机的低速端子L→双速风机及风扇电容→220V N,构成回路,双速风机低速低运转。
当旋转主控开关至高冷(或高热、送风)时,主控开关的0、2端子接通,对双速电机的高速端子H提供220V,双速风机高速运转。
2.电脑控制式多速风机电路
电脑控制式多速风机电路,既可作室内风扇电路,又可作室外风扇电路。根据控制方式分为:一对一继电器控制式;混合继电器控制式;继电器+可控硅控制式。
(1)继电器一对一控制风速式
如图4-29所示,是空调器中应用最广泛的风机电路。电脑板上的三个继电器,分别控制风机的三个风速,哪个继电器触点接通,就对风机的哪速端子提供220VAC,风机就运转在哪个速度上。如高风运转时,CPU的高风脚输出+5V高电平,通过驱动器N103倒相放大后由OUT3脚输出0.8V低电平,驱动RLY3继电器触点闭合,构成如下回路:
220V L→保险管→RLY3触点开关→CN1的H端子→风机m1及风扇电容C1→220V N。
风机高速端子得电高速运转。中风、低风运转请读者自行分析。
RC1、RC2、RC3阻容组件用于消除尖峰干扰.防止尖峰脉冲损坏风机和继电器。
(2)混合继电器控制式
如图4-30所示,由1个两触点继电器和2个三触点继电器组成。三触点继电器线圈不通电时,常通触点(C-NC)接通、常开触点(C-NO)断开;继电器线圈两端得到]IV以土电压时,常通触点断开、常开角虫点接通。
当没定在“中风”运行时,CPU的M脚输出+5 V高电平,通过反相驱动器ULN2003倒相放大后由(OUT2脚输出0. 8 V低电平,驱动继电器RLY2动作,转为常开触点(C-NO)接通,构成如下回路:220VAC L→FUSEL→RLY1的常通触点(C、NC)-RLY2的常开触点(C、NO→CN1的M端→M1及C1→220VAC N,风机M1的M端子得电中速运转。
当设定在低风运转时,CPU的L端子输出+5V高电平,通过N103驱动继电器RYL1的触开触点(C-NO)接通,对m1的L端提供220V,M1低速运转。
当高风运转时,CPU的H端子输出+5V高电平,通过N103的驱动继电器RLY3触点闭合,使220VL通过→FUSEI1→RLY1的常通触点(C、NC)→RLY2的常通触点(C、NC)→RLY3触点,对CN 1的H端提供220V,风机m1高速运转。
3.继电器+可控硅控制风速式
图4-31所示。多速电机有高风、中风、低风、微风(又称超低风)四个运转模式。继电器K1、K2得电常开触点(C、NC)接通,失电常闭触点(C、NC)接通。
①高风运转时,CPU的“档位”脚、M/H脚均输出+5V高电平,经反相驱动器ULN2003倒相放大由OUT1、OUT2脚输出0.8V低电平,驱动K1,K2动作使其常开触点(C-NO)接通,构成如下回路:220VAC L→保险管→K1的常开触点(C、NO) →K2的常开触点(C,NO)→风机插头的H脚→M1的H脚→M1的N、C1脚→风机插头N1、C1脚→电容C1→220VAC N,M1的H、N端具备220VAC,多速电机高速运转。
②中风运转时,CPU仅由“档位”输出+5V高电平,通过ULN2003驱动继电器K1的常开触点(C-NO)接通,以与K2的常通触点(C-NC)配合,对M1的M脚提供220VAC,M1中速运转。其回路是:220VAC L→保险管→K1的C、NO端子→K2的C、NC端子→风机插头的M脚→M1的M脚、N脚→风机插头的N脚及C1→220VAC N。
③低风运转时,CPU仅由1,端输出+5V高电平,经ULN2003倒相放大后OUT3输出约0. 8V低电平,接通U3光耦可控硅内的发光二管回路,触发U3导通其④脚有电压输出,触发可控硅U1导通通过220VAC并由K极输出电压,提供给M1的L端子,M1低速运转。M1回路是:220VAC→保险管→K1的常闭触点(C、NC)→U1的A、K脚→风机插头的L脚→M1的L→N脚→风机插头的N脚→220VAC N。
④超低风运转时,CPU仅由LL端输出+5V高电平,经ULN2003倒相放大后由OUT4脚输出约0. 8V低电平,驱动U4光耦可控硅导通,使220VAC L通过保险管→K1的常闭触点(C、NC)-→R5→U4的⑥、④脚,提供双向可控硅U2的G极,触发双向U2导通,通过220VAC,再经风机插头的LL脚提供给m1的LL端子,M1超低速运转。
4. 5. 3 PG风机电路
PG风机电路广泛用于分体空调器的室内、外风扇电路。PG风机运转条件包括:风机的CR两端得到150~190VAC电压,RS两端接入的风扇电容的容量正确。PG风机的转速与CR两端的电压成正比例
CPU输出的风速控制信号为脉宽调制式,用“PG OUT”或“PG输出”、“SCK”、“PWM”表示,输出条件有两个,一是CPU接收到制冷(热)或送风指令,二是CPU检测到过零脉冲(用“AC IN”或“ZERO、ACROSS,表示“正常”。如CPU连续10秒检测不到过零脉冲,则停机保护,并报警过零检测故障代码,不可启动)。
采用PG风机电路的空调器,CPU肯定还设置有PG电机转速检测端,用“PG IN”或“PG反馈”、“FK”表示。如CPU连接1min内检测风机转速异常,就会停止输出风速控制信号,并报警风机故障代码。
维修提示:
这种风机电路的CPU风扇控制信号输出端,万用表直流电压挡测对地电压应≥0. 1 V,就说明有风速控制信号输出。
1.三极管+光电可控硅组成的PG风机电路
图4-32所示是三极管+光电可控硅等组成的PG风机电路。PG是风机、C11是风扇电容;TSA3100J光电可控硅、V2三极管组成驱动电路;V1三极管等组成转速反馈电路;PC817光耦合器、等组成过零检测电路。
(1)过零检测
过零检测电路用于检测电网电压的过零点。220VAC 50Hz正弦波交流电压,经变压器降压为14. 5V 50Hz由次级输出,当正弦波电压处于上、下半周期时,由VD61、PC817内发光二极管、桥式整流器内部交流两输入端对地的两个二极管组成的桥式整流电路产生的脉动电压,加到PC817的①脚维持PC817导通其④脚输出低电平0V;当正弦波电压处于过零点时,PC817因①脚电压消失而截止其④脚上升至+5V,周而复始在PC817的④脚则形成了与220VAC电压过零点相同的方波信号,送CPU分析后,判断出电网电压的过零点,并在过零点位置令PG OUT开始输出风速控制信号,启动风扇开始运转,以避免风机启动瞬间形成大电流,损坏风机和对电网电压形成冲击。
(2)马区动电路
CPU接收到开机指令,并认为过零脉冲正常时,由PG OUT脚输出风扇控制脉冲,经R11送V2倒相放大后,触发TSA3001J导通工作其①、②脚接通构成如下回路:220 VAC L→L1扼流圈→F1保险管→TSA3001J的②、①脚→XS1的①脚→PG电机→XS1的②、③脚及C11→L1 →220V AC N。 PG电机得电运转。
当设定高风时,CPU的PG OUT输出的脉冲宽,V1、TSA3001)导通量大,TSA300IJ的②、①脚等效电阻小,PG工作电压高(220V-Vtsa3001j的2、1脚压降),PG速高,反之相反。
(3)转速反馈
PG电机运转后,就开始由XS2插头的HALL IN脚输出转速反馈脉冲,经V1倒相放大后,送CPU的PG IN脚,被CPU分析与做出相应的动作:
①与设定的风速比较,如果一致,保持现状不变;如果低于设定风速,自动调宽PGOUT脉冲,以提高风速至设定转速±30转为止;如果高于设定风速,自动调窄PGOUT脉冲以降低高风速至设定转速。
②连续5s检测风扇转速低于200r/min则停止PG OUT输出,过几秒再次由PG OUT输出脉冲,如连续1min内检测PG IN脚无脉冲或个数不符合要求,判断风机没运转或转速过低,保护停机并报警风机故障代码。
维修提示:
转速检测电路出现问题,会引起开机风扇节奏时转时停几次后,停机保护,指示灯闪
烁或显示屏报警故障代码。
2.驱动器+光耦器+可控硅组成的PG风机电路
图4-33所示是反相驱动器+光电耦合器+可控硅组成的PG风机电路。PG风机内置过载保护器、C104是风扇电容;ULN2003反相驱动器、TLPJ 21-1GR光电荆合器、V110可控硅组成驱动电路;变压器、V103~V106二极管、V107三极管等组成过零检测电路;V109稳压二极管、V108整流二极管、C106滤波电容等组成+12V电源电路,负责对驱动电路提供+12V电源。
(1)过零检测
220VAC 50Hz正弦电压,送变压器初级在次级形成14. 5V 50Hz正弦电压,由V103~V106组成的桥式整流电路产生的脉动直流电压,通过R108送V107的基极。当正弦电压处于上、下半周期时,V107基极≥0. 6 V则饱和导通其C极输出。V,当正弦波电压处于零点及附近时,V107基极电压<0. 6 V则截止其C极输出5V高电压。V107的C极这种高、低电压变化就形成了与电网电压过零点同步的方波信号,作为过零检测脉冲,送CPU作为输出风扇控制信号的条件之一。
(2)+12V电源
接通电源后,220VAC经PG内过载保护器传输,R101降压、V108整流、C106滤波、V109稳压,在C106的两端形成右正左负的直流12V电压,作为TLP521- 1GR的三极管侧的工作电压。
(3)驱动电路
CPU由PG OUT脚输出式风扇控制信号,经ULN2003倒相放大,TLP52-1GR再放大及强弱电隔离由后④脚输出,触发V110导通,使220VAC,经F101保险管、扼流线圈L传输,送V101降压T1极被降压后由T2极输出,送PG电机的,启动PG电机运转。PG电机的转速与CPU的PG OUT脚输出脉宽成正比例。
(4)转速反馈
PG电机运转后,开始由插头X103输出转速检测信号,直接反馈回CPU的PG反馈脚,作为自动调整PG OUT脉宽和执行风扇异常保护的依据。
(5)过热保护
当PG电机因故温度达到100℃时,内置的过载保护器断开,切断整机的220V N线回路,空调器停止工作,避免内风机及其他器件损坏。当温度下降到85℃时,PG内的过载保护器自动闭合,空调器进入通电初始状态。
3.驱动器+光耦可控硅+可控硅组成的PG风机电路
图4-34所示是反相驱动器十光耦可控硅+可控硅等组成的PG电机及驱动电路。ULN2003反相驱动器、MOC3022光耦可控硅、SSR可控硅组成驱动电路;R11、D11、V1组成转速反馈电路,变压器D1~D4、V2组成过零脉冲检测电路。
CPU由SCK输出端输出脉宽调制式风扇控制信号,经ULN2003倒相放大,触发MOC3002导通其④脚输出交流电压,触发SSR导通,接通PG电机回路,PG电机开始运转,由CN2输出转速检测脉冲,经R11、D11、C10整形和消干扰,送V1倒相放大后,反馈回CPU的INT(中断)脚,与用户设定的转速比较后,自动调整SCK输出信号的脉冲宽度,从而控制SSR的导通量,以控制对PG电机提供的电压(220V减去可控硅的T1、T2极间压降),控制PG电机工作在设定转速。
4.5.4直流风机电路
图4-35所示是直流风机电路。M1直流风机采用+300V、+15V双供电方式。调高风速时,CPU输出的PWM1脉宽提高,通过ULN2003驱动器倒相放大后,驱动VT2光耦可控硅导通量大,使M1内的绕组流经的电流大,形成的磁场强,电机转速高;反之相反。
M1运转后由X15插头的①脚输出相应的转速检测信号,送VT3光电耦合器放大后由③脚输出,反馈给CPU的FG脚,被CPU分析后作为自动调整PWM1脉宽和执行风扇异常保护的依据。
4.5.5变频风机电路
变频风机电路既可做室内风扇电路,也可作室外风扇电路。变频风机电路一般由直流变频电机和电机功率模块组成,电机功率模块常见型号有ECN3022、MP6403。
1. ECN3002组成的变频电机电路
图4-36所示是ECN3022模块组成的变频电机电路。ECN3022功率模块负责变频电机驱动及转子位置检测,PC5光电耦合器负责风速控制信号放大;PC3光电耦合器负责风机转子位置检测反馈;PC4光电耦合器负责功率模块故障反馈。
开机后,CPU由TI PTWM端输出脉宽可调的风扇控制信号,由P C5放大后由③脚输出,经R75、R73分压,C44,E25滤波形成相应值的直流电压,送ECN3002的13脚VSP端作为风速控制电压。此电压高于1. 23V时风机才能运转。
ECN3022在①脚和22脚得到+300V,⑤脚得到+15 V,20脚限流电阻R68,11脚和12
脚锯齿波形成器件C43等、⑧和⑨脚升压器件D23等正常时,就满足工作条件启动工作,产生时钟脉冲,一方面协调块内各功能电路按一致的节拍工作;另一方面由12脚输出时钟脉冲对C43充放电,在C43形成锯齿状的波形,提供给11脚,送内部的三相电分配器与13脚风速控制电压比较后,形成相应脉宽的三相电控制信号,分别控制内部六个IGBT的导通量及导通时序,从而在②脚、21脚、23脚输出相应值的MW、MU、MV三相电,控制M变频电机运转在相转速上。
变频电机运转后,就由CN22插头的③、④、⑤脚输出HU,HV,UW三路转子位置信号,经R66~R64反馈给EC32N、16脚,与⑩脚CB输出反馈电源比较后,形成高/低电平的形式的电机转子转向信号由15脚输出,再经PC3倒相放大后由其③脚输出,送CPU被分析后,判断出转子的转向,做出相应的动作。
当ECN3022出现过流,或检测⑤脚的+15V电源欠电、过压,故障时,会由14脚PG输出故障信号,经PC4放大后,送CPU执行风机故障保护程序,停转风扇并报警故障代码。
维修提示:
EC3002因工作在高电压、大电流环境易击穿,且多将①脚R61供电限流、20脚的R68电流取样电阻烧坏。
2. MP6403模块组成的变频风机电路
图4-37所示是MP6403模块组成的变频风机电路和工作波形。MP6403是高功率(36W)开关式功率模块,用于驱动3相双极脉冲电机,G栅门需4V驱动电压。MP6403由3个P沟道场效应管、3个N沟道场效应管组成三组对管。要求每组对管G极输入的PWM信一号幅度相同但极性相反,以使这个桥壁的上、下管对管一个导通时,另一个必须截止每个周期内三组对管工作时间各占1/3,目的是实现电流均匀处理,使各组对管的负载能力均衡。
LM339电压比较器用于转子位置检测和故障反馈。其内置翻转电压为6mV的四个电压比较器,当输入端电压正向时(“+”脚电压高于“-”脚),内部控制输出端的三极管截止;当电压反向输入时(“-”脚电压高于“+”脚电压),内部控制输出端的三极管导通,输出端相当于与地短路,呈现0V低电压。
(1)风速控制
CPU输出的PWM1、PWM2、PWM3脉宽调制信号的幅度相同、相位相差120°,这三路信号作为风速控制,一方面通过电阻R13~R11送MP6403的②、⑧、⑨脚,作为U-、V-、W-信号,分别送Q6、Q4、Q2 N沟道场效应管的G极;另一方面,经V1V3倒相放大后作为U+,V+,W+信号,分别送MP6403内的Q5,Q3,QIP沟道场效应管。上述六路信号轮流控制Q1~Q6的导通顺序及导通量,以在③、⑦、⑩脚形成幅度相同、相位相差 120°的电压,作为U、V、W三相电,提供给变频电机使之运行在相应转速。
当调高风速时,CPU输出的PWM脉冲增大,MP6403内的Q1、Q3、Q5导通时间增大,由③、⑦、⑩脚输出的三相电的电压高,变频电机转速增大,反之相反。
(2)转子位置检测
MP6403的③、⑦、11脚输出的三相电压,还经R28-R26与R30-R29分压取样,分别提供给LM339内的IC2B,IC2D,IC2D的“-”极,以与各自“+”极的2. 5V基准电压(由R32与R33对+5分压形成)比较后,控制内接比较器的导通/截止状态,在13、14、①脚输出端形成转子检测方波脉冲,再经V4~V6倒相放大后,提供CPU的PDU、PDV、PDW端,被CPU分析做出相应的动作。
(3)故障检测
当变频电机短路或MP6043击穿,会使VCC- MP6403的⑤脚和12脚、①脚→R21→地,构成的回路流经的电流很大,在R21两端形成的压降升会大幅度升高,并通过R20使IC2A的④脚电压高于⑤脚的基准电压2V,IC2A翻转为导通状态其②脚输出为0V低电平,通过R63反馈给CPU的FG故障检测,被CPU分析后判断功率模块过流,停机保护,并报警风机过流故障代码。
4.6导风电机电路
导风电机电路根据导风电机的类型分类:步进电机导风电路;单相电机导风电路。前者多应用于分体壁挂空调器,后者多用于柜式空调器的和窗式空调器。
1.步进电机导风电路
步进电机控制信号,一般为四相,用S-A、S-B-S、S-C、S-D,或STEP A1、STEP A2、STEP A3、STEP A4,或FLAP1、FLAP2、FLAP3、FLAP4表示。每相之间相差为90°。
图4-38所示是典型的步进电机电路。CPU由S-A、S-B、S-C、S-D输出的四相脉冲信号,送ULN2003倒相放大后,分别由OUT1、OUT2、OUT3、OUT4输出,与+12V电源形成相应的电压差,驱动步进电机内部的4个绕组形成相应的磁场,控制转子的运转方向及移动角度,转子再通过齿轮机构带动风叶进行上下或左右慢速移动,使室内机吹出的冷(热)风均匀吹向各个方向。
维修提示:
开机初始,CPU先自动输出步进电机控制信号,以打开导风板。所以,无论上次关机前用户设定的风向如何,本次开机时,步进电机插头的四个信号输出端对地均有电压且抖动,如+5V供电方式在2.5V左右拉动,+12V供电方式在8.5V左右抖动,如果不接导风电机则在0.3V拉动。
2.单相电机导风电路
单相电导风电机通常用“SM”或“M”表示,它得到220VAC就开始运转无需启运电容。单相电导风电路根据方式分为:电脑控制式,机械控制式。
(1)电脑型单相电机导风电路
由电脑板上的CPU输出导风控制信号,用“SWING”表示,简写为“SW”,有的用“MS”或“WFM”表示。
图4-39所示是典型的电脑型单相电机导风电路。广泛用于分体柜式空调器和电脑型窗式空调器。当CPU的摆风脚WFM输出+5V高电平时,经ULN2003倒相放大由OUT1输出0. 8 V低电平,驱动继电器RLY1触点闭合,接通摆风电机MS1~的220VAC供电电路,摆风电机运转,通过齿轮机构带动导风移动。使室内机吹出的冷(热)风均匀吹向左右各个方向。
(2)机械控制式单相电机导风电路
图4-40所示,应于机械控制式窗式空调器。当选择送风、制冷、制热任意模式时,主控开关的。线与A线接通。此时,如果打开摆动开关SWITCH(又称拨动开关,有的用“SS”表示),就会接通导风电机M~的220VAC供电电路,导风电机开始工作。
4.7电加热电路
电加热电路全部位于室内机。电加热器的工作条件只有一个,即两端具备220VAC电源。
1.电脑控制式电加热电路
电脑控制式电加热控制信号由CPU输出,CPU的型号及软件编号不同,输出和退出电加热的条件不同。如长虹KFR-25GW/WCS (G2512D)空调器,CPU输出电加热信号要求同时满足下列所有条件:①处于制热或自动模式;②压缩机连续运行超过1③室温≤14℃;④设定温度-室温≥6℃;⑤室内风扇运行。
电加热退出条件:满足下列任意条件之一。①室温≥18℃;②设定温度-室温≤2℃;③室内管温≥52℃;④室内风扇停转;⑤进入除霜运行。
图4-41所示两种典型的电脑控制式电加热电路,两者的工作基本相同。其中图(a)工作过程如下:
当CPU确认电加热条件满足时,由PQS电加热端输出+5V高电平,送ULN2003倒相放大由OUT1脚输出0.8V低电平,驱动继电器RLY1触点闭合,接通电加热的220V供电回路,电加热器开始工作。
当电加热器短路时,会将F1保险管熔断,切断电加热器与其他电路的联系,以不影响空调器其他的工作;当电加热温度过高(&55℃)时,S1一温控器断开,停止电加热器的工作,待电加热器的温度下降到允许值时S1自动闭合,允许电加热器继续加热。
2.机械控制式电加热电路
图4-42所示是机械控制式电加热电路,应用于机械控制窗式电加热空调器。
当主控开关置于低热或高热档时,主控开关的①脚与②脚接通、⑨脚与⑦脚接通,使220V L→主控开关①、②脚→温控器C、H脚→电加热管→热保护器→主控开关的⑦、⑨端→220V N,构成回路;电加热管开始工作。热保护器在过热自动断开,待温度下降到允许值自动接通。
电磁阀的类型分为两种:开关式电磁阀电路,电子式膨胀阀电路。
1.开关式电磁阀电路
图4-43所示是开关式电磁阀电路,一般应用于分体一拖二空调器,用于A,B室内机制冷剂通道的开关及固定节流。
如当用户要求A室内机制冷时,CPU由SVA端输出+2. 8V高电平,通过R1对V1三极管基极提供0. 7 V高电平,vi饱和导通,驱动继电器RYL1触点闭合,接通电磁阀1线圈回路,启动电磁阀1的阀门开启,使压缩机排出的高温高压制冷剂,经室外热交换器散热冷凝为高压液态制冷剂后,再经电磁阀1节流后,送A室内热交换器进行吸热蒸发气化,A室内机开始制冷。
同理,当用户要求B室内机工作,CPU的SVB端输出高电平,通过V11,RLY11驱动电磁阀2开启,接通B室内热交换器与室外机管道,B室内机开始制冷。
2.电子式膨胀阀电路
图4-44所示是电子式膨胀阀的电路。CPU根据检测到的电子膨胀阀温度、压缩机排气管温度、用户设定的运行模式等信息,由MV-A、MV-B、MV-C、MV-D输出四相八拍脉冲信号,控制电子膨胀阀电机运转方向及角位,通过传动机构带动阀体内的阀门移动,控制阀门的开启度,以根据制冷(热)工况随时改变制冷剂的节流量,使压缩机的转速与电子膨胀阀的开启度相对应,实现制冷剂在蒸发器最佳的吸热蒸发。
由于采用了电子膨胀阀作为节流元件,化霜时不需停机,这样,可利用压缩机排出的热量先向室内供热,余下热量送到室外,将换热器翅片上的霜融化,实现节能增效目的。
4.9温度检测电路
温度英文“Temperature”,缩写为“TEMP”。温度检测是将负温度系数热敏电阻固定在需要检测温度的部位,再与精密度电阻对+5V分压后,提供给CPU,经CPU分析后判断出该部位的温度作出相应动作。
所有空调器均设置有室温、内盘温检测电路,多数热泵冷暖空调器还设置有外盘温度检测电路,变频空调器还设置有室外环境温度检测、压缩机排气管温度检测、压缩机吸气管温度检测、压缩机壳顶温度检测、电子膨胀阀温度检测电路。温度信息是CPU确定空调器工作状态及报警故障代码的重要依据,空调器要正常工作,所有温度信息必须正确。
维修提示:
同一台空调器上的室温、内盘温、外盘温检测电路的结构及器件参数一般相同,一般由热敏电阻与其标注值25℃时)相同或相近的精密度电阻对十钊分压后提供CPU,因此,同温度下测试CPU的室温、内盘温、外盘温脚电压应基本相同,如常温环境下测试应2. 5V左右。
4.9.1室温检测电路
室温英文“ROOM Temperature",缩写为“ROOM-TEMP”,在电路中有的用“TR”或“ROOM”、“TA”,+ RT”表示。室温热敏电阻一般固定在室内热交换器表面的专用塑料卡槽上,用于检测室内温度,标注值(即25℃时)一般为5kΩ或10kΩ,15Kω。图4-45所示是两种典型的室温检测电路。图(a)方式室温下降CPU的室温检测脚TR电压下降,图(b)方式室温下降时TR脚电压升高。以下面图(a)介绍室温电路的工作。
室温的温度透过进风格栅、空气过滤网传至固定在室内热交换器表面的负温度系数热敏电阻RT1,RT1阻值的变化反映了室温的变化,RT1与基准电阻R108与+5V分压,对CPU室温检测脚TR提供的电压变化其实反映了RT1的阻值变化,即室温(T室)的温度变化,CPU通过监测TR室温脚的电压变化,判断室温并与用户设定的温度(T设)等比较后做出相应的动作:
(1)控制开/停机(室外机)
CPU根据空调器运行模式,将室温与设定温度比较后确定是否开/停室外机。开室外机是指开启压缩机和外风扇(制热时还包括开启四通换向阀)。室温开/停室外机的方法见表4-3。
(2)控制自动运行模式
自动运行又称体感运行,此模式下CPU根据检测的室温确定空调器的运行模式,CPU型号不同自动运行模式的方案不同,典型的两种控制方案见表4-4。
(3)控制内风速
自动风模式运行时,CPU根据运行模式,将室温与设定温度比较后,自动调整内风速,调整方案见表4-5。
(4)控制电加热开停
制热运行或自动模式运行时,当T室≤14℃,且T设-T室≥6℃,在其他条件满足时可以开启电加热;当T室≥20℃关闭电加热。
以上项目,适用于所用普通电脑型空调器,只是动作温度参数可能有小的偏差。
(5)控制下摆叶的位置
只有少数电脑型空调器具有此项控制,当空调器除湿运行时:
①当T室≤T设-1℃时,下摆叶自动关闭,以避免冷风直接吹向人体。
②当T室≤T设+2℃时,下摆叶打开,可受遥控器控制。
③当T设-1℃镇T室镇T设+2℃时,下摆叶维持原状。
(6)控制化霜操作
是将T室与内盘温配合,确定是否进行化霜操作。详细见内盘温检测电路。
4. 9. 2内盘温检测电路
内盘温是室内热交换器盘管温度的简称(英文“Room,Coiler Temperature”,缩写为“Room Coiler-TEMP”),又称内管温(英文“INNER PIPE-TERM”),在电路中用“Trc”或“TC”、“P-I TERM”、“PIPE”、“RT”表示。
内盘温热敏电阻一般固定在室内热交换器侧端“U”管的专用铜筒内,标注值(即25 ℃对)一般为5kΩ或10kΩ,15kΩ,用于采集室内热交换器温度。
图4-46所示是两种典型的内盘温检测电路。两者在电路的区别是TR2内盘温热敏电阻的连接方式不同,图(a)接+5 V、图(b)接地;两个CPU在软件数据区别是内盘温(Trc)脚变化与室内热交换器温度的变化方向正好相反,如图(a) Trc脚电压升高认为室内热交换器温度升高、图(b)内盘温脚电压升高认为室内热交换器温度下降。但两种电路的工作原理及作用是相同的,下面以图(b)为例介绍。
室内热交换器盘制铜管的温度传至固定在其侧端专用的铜筒内负温度系数热敏电阻RT2,该电阻阻值的变化间接反映了室内热交换器盘制铜管的温度变化,RT2与R118分压
点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即内盘温(T内盘)的温度变化,CPU通过监测内盘温脚电压的变化,确定室内热交换器温度作出如下相应动作指令。
(1)室内热交换器防冻结保护
制冷或除湿运行时,如室内热交换器结霜严重,室内热交换器的换热受阻,大量没有蒸发的工质制冷剂被吸入压缩机会形成液击,易损坏压缩机。为此,所有电脑型空调器均设置防室内热交换器冻结保护,又称过冷保护。
①当T内盘≤3℃执行防冻结保护,令室内风扇自动升速一挡。
②当T内盘≤-2℃超过20s,如压缩机连续运行10min以上,停转压缩机。在T内盘上升到8℃以上,自动退出保护。
(2)室内热交换器防过热(载)保护
制热模式,当室内交换器的换热受阻时,内盘温的温度会升高,压缩机排气温度升高、排气压力增大,引起压缩机运转电流增大,对压缩机造成危害。为此,所有电脑型热泵冷暖空调器均设置室内热交换器过热保护,又称过载保护。
①当T内盘≥54℃持续2s,室内风扇自动升高一挡。
②当T内盘≥57℃持续2s,停室外风扇。
③当T内盘≥70℃持续2s,停压缩机、室外风扇,室内风扇以低速运转。
④在T内盘降至48℃持续2s,室外风扇重新启动,在'I'内盘<降至46℃时,退出过热保护,室内风扇以原设定风速运行。
(3)制热防冷风控制
制热运行时,当T内盘<33℃,且压缩机运行时间<5 min,执行防冷风程序,此时,风门叶片自动移到关闭位置,室内风机停转。在T内盘温度上升≥33℃及以上,自动退出保护。
(4)热敏电阻短路/开路保护
CPU检测到内盘温脚电压为0V或+5V时,判断内盘温热敏电阻开路或短路,停止机保护,声光报警内盘热敏电阻故障代码。
(5)自动化霜控制
只有部分电脑型热泵空调器将内盘温信息,与外盘温、室温及压缩机运行时间等配合,确定是否在制热运行时执行化霜程序。空调器型号不同,利用内盘温信息进行除霜的方案不同,常见的两种除霜方案见表4-6。
(6)制冷(热)系统异常保护
制冷(热)系统异常保护.简称系统异常保护,又称制冷剂泄漏保护,防止空调器无工质制冷剂或制冷剂少的条件下运转时,压缩机回油困难,腐蚀、磨损严重,引起压缩机卡故障。满足下列条件之一,执行系统异常保护,空调器停机,显示系统异常故障代码。须断方可重新启动。
①制冷运行:T内盘>T室+5 0C,如压缩机持续运转5min以上,令室内风扇白动转为弱风运转,再经8min后,若仍达不到上述要求。
②制热运行:T内盘<20℃持续20min。
警告:判断系统异常保护只在压缩机开机后20min内判断,后20min后不再判断系统故障。
只有少数空调器设置有系统保护功能。
(7)制冷防凝露保护
只有部分空调器设置有此项保护,以防比室内热机漏水。当T内盘≤9℃保持10min,如T室&25℃.自动调整摆叶位置,防止凝露水流沿导风板流出。
4.9.3外盘温检测电路
外盘温检测电路因一般用于化霜控制,因此,又称为化霜电路。
外盘温是外部盘管温度的简称,英文“Outer PIPE Temperature”,缩写为“OUTPIPE”,在电路中有的“TE”表示。外盘温热敏电阻一般固定室外热交换器侧端“U"型管上专用铜筒内,用于采集室外热交换器盘制铜管的温度,标注值一般灰5kΩ或10kΩ,15kΩ。
图4-47所示是两种典型的外盘温检测电路。其中图(a)的工作过程如下:
室外热交器盘制铜管的温度,通过其侧端“U”的铜筒传至其内的负温度热敏电阻RT3,该电阻的变化随外盘管的温度变化,与R53精密度电阻对+5V电源分压后,提供给CPU的TE脚,被CPU与软件数据比较后,判断出室外热交换器的温度及热敏电阻状态,做出下列相应动作。
(1)室外热交换器防过热保护
制冷运行时,当T外盘≥54℃,执行室外热交换器过载保护程序,此时室内风速调低一档,有的空调器还将外风速降一档;T外盘≥75℃时,令压缩机停转。在T外盘下降至<50℃
时,退出过载保护。
(2)除霜控制
制热运行时,当T外盘<-5℃连续30s,如压缩机累计运行45min,进行化霜操作6~8min。化霜至T外盘≥10℃,化霜结束。
化霜过程如下:压缩机停止,室外风扇继续运转,室内风扇低风运行(若室内管温不于30℃时,停止运行)→20s后室外风扇停止→30s后四通阀断电、室内风扇停止运行→60s后压缩机、四通换向阀启动。
(3)热敏电阻开路和短路保护
当CPU检测外盘温脚电压为0V或+5V时,判断外盘热敏电阻有短路或开路,停机保护,声光报警故障代码。
4.9.4变频空调器的温度检测电路
1.室温检测电路
参见图4-45,变频空调器的室温检测电路基本同于普通空调器,只是个别机型的室温热敏电阻标注值为25kΩ。变频空调器的CPU将室温(T室)与设定温度(T设)的比较后,控制压缩机的开/停及运转频率,如科龙KFR-33BPN直流变频空调器室温对压缩机的控制方法见表4-7。
2.内盘温检测电路
参见图4-46所示的普通空调器内盘温检测电路。变频空调器的内盘温检测电路结构同于普通空调器,功能则有所增加,仍以科龙KFR-33BPN直流变频空调器为例说明进行新增加的功能,见表4-8。
3.外盘温检测电路
参见图4-47所示普通空调器外盘温检测电路。变频空调器外盘温检测电路由室外电脑板上与外盘温热敏电阻负责。外盘热敏电阻的标注值为5kΩ或10kΩ、15kΩ、50kΩ。 CPU除根据外盘温信息进行化霜、报警热敏电阻故障代码外,还会控制压缩机运行频率,如制冷运行时的控制方案如下:
①当T外盘&54℃时,压缩机升频。
②54℃&F1%镇57℃时,压缩机频率不变。
③57℃&几F4镇72℃时,压缩机降频。
④当T外盘>72℃时,压缩机停机保护。在外盘管温度下降<48℃时,自动退出保护,压缩机恢复原工作状态。
4.室外环境温度检测电路
室外环境,英文“External Environment”,在电路中用“EMV”表示,室外环境温度热敏电阻用于采集室外环境温度,标注值为5 kΩ或10kΩ、15kΩ。
图4-48所示两种典型的室外环境温度检测电路,所有器件均位于室外机。两者区别仅在于供电电源值不同。其图(a)结构工作讨程如下:
室外环境温度被紧贴在室外热交换器背部表面的负温度系数热敏电阻RT2感知,该电阻阻值的变化间接反映了室外环境温度的变化,RT2与R59分压点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即到室外环境的温度变化,CPU通过监测外环温(T外环)脚电压的变化做出相应的动作指令,见表4-9。
5.压缩机排气管温度检测电路
压缩机排气管温度,是指压缩机高压管(细)温度,简称排温,英文“Exhaust”。压缩机排气温度热敏电阻标注值为10kΩ或15kΩ、50kΩ。
图4-49所示是两种典型的压缩机排气温度检测电路,两者区别仅在于供电电源值不同。其图(b)结构工作过程如下:
压缩机排气管通过专用铜套管传至其内的负温度系数热敏电阻RT3,该电阻阻值的变化反映了压缩机排气管温度变化,RT3与R8分压点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即压缩机排气管的温度(T压排)变化,CPU将监测至压排温脚电压的变化,与软件数据比较后作出相应的动作指令,见表4-10。
6.压缩机顶部温度检测电路
压缩机顶部温度,又称压缩机壳顶温度,英文“Top-temp”,标注值为15kΩ或46.53kΩ、60kΩ。
图4-50所示是压缩机顶部温度检测电路。压缩机顶部温度传至负温度系数热敏电阻RT5,该电阻阻值的变化间接反映了压缩机顶部的温度变化,RT5与R38分压点的电压变化其实反映了热敏电阻阻值的变化,即压缩机顶部的温度(T顶)变化,CPU通过监测顶温脚电压的变化,与软件数据比较后作出相应的动作指令。
(1)压缩机过热保护
①T顶≤103℃时,压缩机升频。
②103℃≤T顶≤111℃时,压缩机频率不变。
③111℃≤T顶>120℃时,压缩机降频。
④T顶>120。时,压缩机停。
⑤T顶≤97℃,压缩机恢复工作。
(2)热敏电阻断路、短路保护
当CPU检测顶温脚电压为0V或VCC (+5V)时,判断压缩机顶部热敏电阻有短路或开路,停机保护,声光报警故障代码。
4.10电流检测电路
电流检测,英文“CURRENT TEST”,简写为“CURREN”或“CUR”,用于检测整机或压缩机的工作电流,作为过流保护的依据。变频压缩机还作为压缩机升、降频的依据之一。
因压缩机电流占整机的电流的90%以上,所以,维修人员将电流检测电路笼统地称为整机电流。
图4-51所示是两种典型的电流检测电路,CT2电流负责电流取样。将空调器一根电源线或压缩机一根进线插入到CT2的空框内,CT2的次级就输出相应值的AC交流电压,通过V112整流、C119平滑滤波变换为相应的直流电压,再经R118,R119分压,VR1设定基础检测输出后,送CPU的电流脚,被CPU分析后判断出整机电流,并与空调器铭牌上标注的额定电流(或最大电流)比较后做出相应的动作。表4-11为电流信息对空调器的控制。
4.11电压检测电路
电压检测,用于检测电网电压值,一般应用变频空调器,作为过压保护、欠压保护的依据,压缩机升、降频的依据之一。
电压检测的表示符号有多种,常用的方法有:VIN (VOLTAGE INPUT译为电压输入)、VAC(译为交流电压)、POWER(译为电源)、VOL(译为电压)、VAD(译为电压数/模转换)、DY。
图4-52所示是两种典型的电压检测电路,其中图(b)为例介绍电压检测电路工作。
220VAC电压,经R9降压限流,送变压器CT2初级被降压后由次级输出,经D15整流、EC16滤波形成相应值的直流电压,经R12,R18分压取样后,再经R17,C15平滑滤小形成相应值的直流电压,提供给CPU的ADC脚,送CPU分析后判断电网电压值 (V电网)做出各种动作指令,见表4-12。
4.12压力检测电路
在恶劣环境中,当冷凝器换热严重受阻时,冷凝器温度升高,排气压力及温度猛增,压缩机运行电流增大,在压缩机保护失效条件下,有可能烧坏压缩机,为此,部分三匹及以上柜式空调器设置压力检测电路,用于检测制冷系统的压力,以在压力过高或过低情况下,停止机保护。
高压压力英文“High Pressure”,简写为“HP”;低压压力英文“Low Pressure”,简写为“LP”。
(1)高压压力检则电路
图4-53所示是高压压力检测电路。S2高压压力开关固定在压缩机的排气管上,当压力达到29kg/Cm2以上时,S2断开,切断光电耦合器E301的②脚回路,E301截止其③脚输出电压为0V,使V302截止其C极输出+5V高电平,提供给CPU的高压检测端HP,CPU据此判断制冷系统压力过高,停止机保护,报警压力过高故障代码。
停机若干时间,当压力下降到26kg/cm2以下时,S2开关自动恢复闭合状态,故障代码消失,空调器恢复原工作状态。
(2)低压压力检测电路
低压压力开关一般固定在压缩机的回气管上,断开压力为5 kg/ cm2~1kg/cm2以上;闭合压力10kg/cm2~6kg/cm2。当低压压力开关断开后,会通知CPU执行低压压力保护程序,立即停机保护,报警故障代码。
4.13操作指令输入电路
操作指令分类为:用户操作指令,维修测试操作指令。用户指令操作包括面板按键操作、遥控操作。维修测试是空调器(或电脑板)甩开温度信息后进行的自检测试,空调器的型号不同,进入维修测试的方法及测试过程也不同,有的通过面板上的按键进行,有的通过电脑板上的专用测试针进行,具体方法可查询根据工厂提供的相关资料。
维修提示:
面板按键或遥控器的任意一个按键能正常起控,就可说明CPU能接收处理用户指令由此推理CPU的工作条件肯定正常,CPU的基本功能正常(但不排除个别功能失效)。
4.13.1分体壁挂机操作指令输入电路
分体壁挂机的室内机因安装位置高其面板上的按键不便于操作,因此,室内机面板上只设置1~3按键(如“应急开关”、“试运行键”、滤网清除键),在安装和维修时使用。用户对空调器的操作则通过遥控器进行。空调器型号不同,CPU软件程序对面板按键定义的功能不尽相同,为此,下面选择了二个代表机型进行说明。
1.应键开关+遥控接收器方式
图4-54所示是科龙26N系列挂机空调器的操作指令输入电路,又称单按键方式。SW1是室内机面板上的应键开关(有的标注ON/OFF) .REC1是遥控接收器。CPU负责接收和处理操作指令。
(1)应键开关
按压SWl键时,+5V电源通过该键对CPU的KEY脚提供高电平;松开SW1后CPU的KEY脚电压恢复0V低电平。KEY脚电压被CPU分析后做出相应的动作:
①开/关机控制:首次空调器通电后按SW1键,按自动模式运行。运行时再按“SW1”键,进入待机。
②忆开机:待机状态下按SW1键,按上次记忆的运行模式、风量、设定温度运行。
③制运行:按住SWl键后再接通空调器电源,蜂鸣器响一声后放手,进入强制运行自检状态,室内温度强行按25℃判断,可进行所有模式运转,所有保护功能、3min延时失效,其他控制与正常运行时相同,在开机状态一下电加热仅按温差条件判断。再按SW1键或遥控器的开关键,退出强制运行自检功能。
(2)遥控电路
RECI将接收到的遥控信号进行解码后由IF输出,通过插头送CPU,经CPU分析其高、低电平组合形式识别出相应的编号,并据此判断遥控器是否被操作及操作键的名称,执行相应操作。
R9是遥控器供电隔离电阻,当遥控器短路时被熔断,以甩开遥控接收器不用,保持+5V电源仍正常,以保证其他功能的正常运行。E7遥控器供电滤波电容。R13是上拉电阻C17负责消干扰。
维修提示:
正常情况下,平时,遥控接收器的输出为5V左右高电平,按动遥控器的功能键时,电压向下跳变。遥控接收器损坏及面窗脏,是造成遥控范围小或遥控不起作用的常见原因。
2.应键开关+遥控接收器+测针方式
图4-55所示长虹KFR-25GW/WS空调器的操作指令电路。S101是面板的应键开关;RECEIVER是遥控接收器,X107和X106是室内机电脑控制板的两个维修测针,仅供维修人员进行自检测试时使用。
(1) S101应急开关
S101有三个位置ON(开)、OFF(关)、TEST(测试),该开关所处的位置不同,对CPU的“运行”、“试运行”脚提供电压组合不同,被CPU分析后作出相应的动作:
①“OFF”位置时,S101内触点均断开,CPU的“运行”、“试运行”脚均为0V低电平,CPU据此执行关机操作,此时,遥控器开机无效。
②“ON”位置时,+5V通过S101对CPU“运行”脚提供+5V高电平,空调器开机,按自动模式运行,设定温度为240C,风扇白动风运行,风门摇摆方式运行。此时,如接收遥控信号则按执行遥控器操作。
③“TEST”位置时,进入“试运行”状态,遥控开关机无效。“试运行”状态可用遥控器改变运行模式、风速、风向。空调器的运行与温度无关,除压缩机有1min延迟时启动保护外,其他保护功能无效。
(2) 60S缩时测试
通电后短接主板上60S测试针两引脚,会听到蜂鸣器响两声后,CPU以61倍速度运行自检。
(3) TESE PRO自检测试
TESE RPO是TESE PROGRAM的缩写,译为测试程序。短接TEST PRO测针的两引脚后,再接通空调器电源,可听到继电器轮流动作声,此时,空调器按以下顺序执行自检测试:
蜂鸣器响1s→无输出1s→运行灯亮0. 5s→待机灯亮0. 5 s→定时灯亮0. 5s→无输出0. 5s→压缩机输出0. 5s→室外风扇0. 5s→四通阀0. 5 s→电加热0.5s→换气0. 5s→室内风机0. 5s→步电机A、B、C、D各0. 5s→无输出0. 5s→全输出1s。
自检过程中,若室内的两个温度传感器线路异常则蜂鸣器长鸣。
维修提示:
自检测试也可在拆卸电脑板后单独测试。电脑板只要能进入自检测试,就说明CPU能进行人机对话,能接收处理操作指令,由此推理出CPU的工作条件肯定正常,CPU的主要程序正常。
(4) HA强行开关机
在HA输入端加入200~300m、的高电平,主机强行开机;加入500~600ms的高电平,主机强行关机,开机后主机以前次设定模式运行。
(5)遥控信号接收
RECEIVE遥控接收器得到+5V电源,就开始接收处理遥控信号,将解码后的脉冲信号由OUT脚输出,送CPU分析后执行相应操作。VD103,V103是钳位二极管,避免遥控接收器输出的遥控脉冲信号幅度不超过+5. 6V和-0. 6Va R112是上拉电阻。C115是消干扰电容。
4.13.2柜机/窗机操作指令输入电路
柜机、窗机操作面板一般设置有多个按键,又称多按键方式。根据对操作指令的检测方式分类有如下两种:
1. CPU直接检测操作指令
图4-56所示是科龙KFR-50LW/DYF空调器的操作指令电路及波形。N102是遥控接收器,其工作同于分体挂机;S301~310是室内机面板上的操作功能键。
接通电源后,CPU就由P16、P15、P13~P11脚逐行输出键盘脉冲,对键盘的扫描结果由P22、P21脚返回。按压面板上的不同按键,在P22、P21、P16、P15、P13~P11脚形成的高低电平组合,如果将高电平用“1”表示,低电平用“0”表示,则形成的操作编码号不同,被CPU分析后就判断出所操作键的功能名称。
V107~V103是隔离二极管,开路、阻值变大,影响键盘扫描信号的传输,引起相接的两个按键不起控或起控困难;击穿或漏电,会造成键盘扫描信号错误走向,引起所有键不起控或部分键操作错误。
2. CPU通过译码器/驱动器检测操作命令
图4-57所示是长虹KFR-60LW/DXS空调器的操作命令电路。KB3011是遥控接收器。薄膜开关上的S301~S314按键位于室内机面板上,既可供用户作用,也可供维修人员进行试运行操作。显示操作板上的JP301--JP306、电脑板上的S301拨动开关,用于维修自检测试、空调器的功能设置,供工厂及维修人员使用。
(1)面板按键操作
按压面板上的不同功能按键,薄膜开关对译码器/驱动器的P50~P53,P60~P63端子提供的编码号不同,经译码器/驱动器处理后,由通讯电路提供给CPU的接收端RXDO,被CPU分析后判断操作键的名称,实现用户操作或按维修人员的要求进入“试运行”模式。其中“试运行”的方法如下:
①按下“开/关”键→同时按下“升/降温”键达2s→按“模式”键选择所需要模式,进入试运行。
②试运转期间,忽略各温度信号,压缩机只进行连续运转,不再进行正常的开、停切换,并取消所有的保护功能。在制热试运行时,辅助电加热器不能投入工作。LCD屏闪烁显示与该工作模式对应的功能字符,不显示设定温度,电加热键、睡眠键、智能开机键、温度增减键、定时选择键无效,其余按键仍有效。
⑦再按一次“开/停”键或再次同时按下“升/降温”键达2s后。退出试运行状态。
维修提示:
C328~C330是键盘消干扰电容,击穿、漏电,会影晌CPU键盘脚的电压,引起开机就执行某功能操作或不能开机、所有键失控等。
(2)自检侧试
将室内机组先断电,拨动开关S301第一位拔至“ON”,进入快速测试模式,开始对主控板各输出通道检查。此时,可以听到各继电器跳动的声音,同时,内风机、外风机及压缩机转动。
自检完毕后立即断开相应跳线开关,以免损坏空调器。
(3)功能设置
①自动复位功能:自动复位功能是指当交流电掉电后又来电,要求空调器行动恢复到掉电前的状态,如原为开机运行则来电自动进入开机状态,如原为关机状态则来电仍处于关机状态。本机的JP306跳线不短接时,空调器具有自动复位功能。
②定时除霜功能:如将拨动开关S301第三位拨至“ON”位置,机组进办、定时除霜,即运行60min,除霜10min。该功能用于温度并不很低但很潮湿、易结霜但除霜很难干净的特殊环境。
4.14通讯电路
通讯电路用于电脑板之间的信息交换,或电脑板与显示操作板之间的信息交换,一般采用半双工串联通讯方式,就是通过一条通道,按主、从叫轮流进行信息传输,如在A时间段发送信号,在B时间段接收信号。发射的数据信号用“TXD”表示,接收数据信一号用“RDX”表示。
1.电脑板与操作面板之问的通讯电路
图4-58所示是长虹KFR-60LW/DXS空调器的电脑板与操作面板之间的通讯电路,属于三极管传输方式。
(1)电脑板向显示操作板传输信息
电脑板向显示操作板传送的信息包括室温、内盘管温、外盘温、空调器的运行模式、用户设定的信息等。当CPU要求输出数据时,由TDX。脚输出数据包,经电脑板上的V201、V202放大,通过插头XS201送显示操作板。再经显示操作板上的L201、R206送V203进一步放大后,提供给译码/驱动器的P10脚,被译码/驱动器解码后,驱动显示屏显示相应的符号。
(2)电脑板接收显示操作板的信息
显示操作板向电脑板传送的信息,包括操作键命令、遥控信号命令、测试命令、机型设置命令,这些信息打包成数据包后由显示操作板的P22脚输出,经V202、V201放大,L201、XS201的①脚传输,送电脑板上的V203进一步放大后,送CPU的RXD。脚,被CPU分析后作出相应的动作。
维修提示:
显示板显示正常、面板或遥控器能操作任意一种情况存在,就说明通讯电路正常。
2.室内/外电脑板之间的通讯电路
室内电脑板与室外电脑板之间的通讯电路,一般以强电为载波的串行通讯电路,由光电耦合器组成的光电隔离电流环电路,即可传输通讯数据,又可实现弱电、强电的隔离。根据通讯电路的供电方式分类如下:
(1)通讯电源由室外机提供工作电压
图4-59所示是科龙KFR-33GW/BPN变频空调器的通讯电路,由室外机提供隔离电源,通讯模式为异步通讯。通讯控制为主从查询方式,室外机作主机,循环向室内机发出查询信号,同时将压缩机及四通阀的开状态、电子膨胀阀的开关状态及开启度传给室内机,若连续10次收不到室内机应答,则视为室内机关机。
室内机收到室外机查询信号后,将运行模式、设定温度、进出口管温传给室外机,并根据室外机工作状态判断是否接受控制指令;若los内没收到室外机查询信号,则视为通讯故障并报警通讯故障代码。
接线端子板的L、N端220VAC,经R501限流降压、D501整流、C504滤波、D502稳压形成+24V,作为室内/外通讯电路的工作电压。
室外CPU由TXD端输出数据包,按虚箭头方向传输和处理后,提供室内CPU的RXD端,被CPU分析后,判断出室外机的信息内容做出相应动作。
室内CPU的信息由TXD端输出,按实箭头方向传输和处理后,提供给室外CPU的RXD端,被分析后作出相应的动作。
维修提示:
H501(绿色)指示灯用于通讯状态显示,在正常通讯时闪烁,闪烁频率为1. 5Hz。如果不亮或常亮,说明通讯电路有故障。
(2)双电源通讯电路
图4-60所示海信KFR-28GW; BP X 2空调器的通讯电路。R16、R17、R18、D8、ZD2、
C19、C20对220VAC降压整流滤波及稳压形成的+24V电源,提供给室内通讯电路;D10、R21、R20、PTC、R401、D401、C403、Z401对220VAC整流滤波稳压形成的+24V电源,提供室外通讯电路。
当室内机向室外机发送信号时,室内CPU的SCIo端输出数据信息,室外CPU的TDX保持低电平,室外CPU的RXD端接收信息,信息走向如图实箭头方向所示。
当室外机向室内机发送信息时,室外CPU的TDX端向室内发送信息,室内SCIO保持低电平,室内CPU的SI端接收信息,信号走向如图虚箭头方向所示。
.测试数据:端子板的信号线1L与零线N之间的电压在直流0V,14.5V,23V之间切换。如当室内向室外机发送信号时,1L与N之间电压在直流0V与14. 5V间切换;当室外机向室内机发送信号时,1L与N之间电压在直流23V与14. 5 V间切换。
维修提示:
L、N线不能接反,否则通讯信号就不能畅通,引起报警通讯故障。另外,室外机CPU及工作条件不符合要求,也不能实现通讯,报警通讯故障。CPU工作条件包括+5V供电、复位、时钟振荡。+ 5V供电电路又涉及至开关电源及室外机的220V供电电路。所以,遇有报警通讯故障时,涉及的范围较广,需检查的部位见图4-61。
4.15CPU工作条件电路
CPU启动工作必备的条件有三个,又称CPU工作三要素:①+5V电源、②复位电压;③钟振荡晶体。如果将CPU的运行比喻为“广播体操”,复位就是“预备”口令,时钟振荡就如“一二三……”口令。
CPU工作条件在电路中的表示方法有多种:如+5v电源一般用“VDD”或“Vcc”、“VPP”表示;复位用“RESET”或“RST”表示,时钟振荡用“OSC”、“X”表示。CPU工作条件根据复位电路结构分为如一下三种:
1.三极管复位式CPU工作条件
图4-62所示,当CPUμPD78F9189CT的25脚对21脚之间具备+5V电源、22脚得到≥4. 6 V且滞后+5V电源几微秒复位电压、23脚外接晶体X1频率正确,就启动工作,开始接收处理用户指令或自检测试指令。
CPU在25脚得到+5V,就与Xl配合产生振荡,振荡频率由X1决定。振荡脉冲经分频后提供各内部各功能
电路以协调统一工作。
接通电源初始,刚刚建立的+5V,通过R34、Z1、 R36稳压,使Z1导通,对T6复位管的基极提供回路,T6饱和导通集电极输出高电压.对C15充电,使CPU的22脚电压由0V逐渐上升,约几微秒上升至5V。当22脚电压<4. 5 V认作低电平,复位电路动作使各功能电路恢复到原始位置;当22脚电压≥4. 6 V时认仍高电平,复位完毕,CPU开始启动工作。
·测试数据:+5V电源应为4.9~5.7V范围的某一稳定值;复位电压)4. 6V,通常为5V左右;晶体两端对地电压,指针表测试分别为0. 6V、2.6V左右,数字表测试为2. 1V、2.2V左右,晶体两端之间有压差。
★维修提示:多数CPU的最后一个引脚为土5V电源,地脚为CPU引脚数的1/2脚位;复位引脚、时钟振荡引脚相邻。空调器面板的按键、遥控器、电脑板上的测试针(开关)任意一个操作正常,说明CPU能接收处理操作指令,就可判断CPL工作条件肯定正常。
2.复位IC式CPU工作条件电路
复位IC的常见型号有N34064、TD6000、MCP100-315DI/TO、51951等。类似于小型三极管,有+5V、地、复位电压输出三引脚。
图4-63所示是由专用复位IC组成的CPU工作条件。N34064是复位专用集成电路,在②、③脚间得到+5V电源后就开始工作,由①脚输出约+5V电压,对复位电容E2充电,E2两端电压由0V逐渐上升,约几微秒后E2充满电两端电压上升到约5V,这样在E2两端形成电压值约5V但时间滞后+5V电源几微秒的电压,提供给CPU的复位端RESET,CPU据此在低电平(4. 6V以上)期间复位归零,高电平期间启动工作。
CPU TMP88CK49在64和26脚之间得到+5V电源,就启动内部振荡器工作,与30、31脚外接晶体配合,产生16MHz振荡脉冲,经分频后作为时钟脉冲,协调统一各数字电路的工作节拍。此时,如果29脚复位电压正常,就启动工作,开始接收处理用户指令。
维修提示:
C1和C2的容量、XTAL晶体的频率共同决定振荡频率,任意一个出现问题,均会造成不振荡或振荡频率偏移,引起CPU不工作或程序错误。XTAL频率偏移在电压上体现不出来,必须用代换法证实。C1、C2损坏多为击穿,容量变小、失效的概率极小,一般不考虑。
3.二极管复位式CPU工作条件
图4-64所示是二极管式CPU工作条件电路。CPU TMP86C807的⑤脚VDD对①脚地VSS具备+5V电源,一方面启动内部的振荡器工作,与G101晶体配合产生4MHz振荡脉冲,作为时钟脉冲;另一方面启动内部复位器开始工作,由⑧脚对C110充电,Clio上端电压由0V逐渐升高,约几微秒后升高至+2. 5 V左右并保持。CPU在⑧脚电压低于2V时认作低电平,进行复位使各功能电路恢复到初始状态,在⑧脚电压达到2. 3V及以上认作高电平,复位结束,启动CPU进行待机状态,开始接收处理用户指令。
V101是放电二极管,在空调器拔掉电源插头后,将0110充电电压通过卡5V电源端的电源器件或负载放掉,以在下次通电时C110再次充电形成复位电压。
4.电容复位式CPU工作条件
如图4-65的示,CPU 68HC705SR3的⑦脚得到+5V电源,就启动内部振荡器和复位器工作。复位器由②脚对复位电源充电,以在通电瞬间使②脚为低电平进行复位,几微秒后②脚上升高电平,启动CPU工作。
4.16电源电路
维修提示:
电源电路因工作在高电压或大电流状态,故障率很高,易损件包括保险管、压敏电阻、变压器、稳压二极管、+ 5V稳压器等。
1.变压器式电源电路
如图4-66所示,220V电源保险管F101传输、热敏电阻F103限流,送变压器T1初级,在次级形成14. 5 VAC电压,经V101~104整式整流、C110,C109滤波形成约+19V的直流电压,经7812稳压为+12V。+12V再经限流电阻R106,送78L05稳压为+5V。
2.开关电源电路
如图4-67所示,220VAC、送DB1进行桥式整流形成脉动直流电压,经C11,L1滤波形成约+300V直流电压,作为开关电源的

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