室外机控制电路由电源电路、温度检测电路、室外风扇电机驱动电路、压缩机驱动电路等构成,方框图如图6-4所示,电气接线图如图6-5所示,电路原理图如图6-6所示。
1.室外微处理器的引脚功能
该机室外机电路板以微处理器9821K03 (IC2) 为核心构成,所以它的引脚功能是分析室外机电路板工作原理和故障检修的基础。室外徵处理器9821K03的主要引脚功能如表6-2所示。
2.300V供电电路
如图6-6所示,300V 供电电路由限流电阻PTCI、桥式整流堆H (1)、滤波电容、电抗器等构成。
市电电压通过30A熔断器输入,再通过PTC1限流后,经电流互感器TA的初级绕组输入到300V供电电路。在该电路通过整流堆H (1) 整流,利用电抗器和3只滤波电容滤波产生300V电压。300V电压一路为功率模块供电:另一路通过 CN401返回到室外机电路板,不仅为开关电源供电,而且为市电检测电路提供取样电压。
3.限流电阻及其控制电路
由于该机300V供电电路的滤波电容的容量超过2300uF,所以它的初始充电电流较大,为了防止它充电初期产生的大充电电流导致整流堆、熔断器等元器件过流损坏,该机通过正温度系数热敏电阻PTC1来抑制该冲击大电流。同时,因PTC1是正温度系数热敏电阻,所以该机还设置了由室外微处理器IC2、继电器sW3、驱动块IC1 (TDG2003AP) 电路构成的限流电阻控制电路。当电容充电结束后,IC2 的52脚输出的高电平控制信号经R9限流,再经IC1④、13脚内的非门倒相放大后,为继电器sW3的线圈提供导通电流,使SW3内的触点吸合,将限流电阻PTCI短接,实现限流电阻控制。
4. 开关电源
如图6-6所示,室外机采用开关变压器T1、开关管N2为核心构成的并联型自激式开关电源为室外微处理器电路、功率模块的驱动电路供电。
(1)功率变换
连接器CN401输入的300V左右直流电压经熔断器FUSE分3路输出:第一路送到市 电检测电路;第二路通过开关变压器TI的初级绕组(1-2 绕组)为开关管N2供电:第三路通过启动电阻R402限流后,为N2提供启动电流,使N2启动导通。开关管N2导通后,它的c极电流使1-2绕组产生①脚正、②脚负的电动势,正反馈绕组(3-4 绕组)感应出③脚正、④脚负的脉冲电压。该电压经C402、R404、 N2的be结构成正反馈回路,使N2因正反馈雪崩过程迅速进入饱和导通状态。开关管N2导通期间,由于T1次级绕组所接的整流管反偏截止,所以TI开始存储能量。由于N2饱和后,它的c极电流不再增大,因电感中的电流不能突变,所以T1的1-2绕组产生反相的电动势,致使3-4绕组相应产生反相的电动势。该电动势通过C402、R404使N2迅速截止。开关管N2截止后,T1 存储的能量通过次级绕组开始输出。随着T1存储的能量释放到一-定的程度,T1各个绕组产生反相电动势,于是3-4绕组产生的脉冲电压经C402、R404再次使N2进入饱和导通状态,形成自激振荡。
开关电源工作后,开关变压器T1次级绕组输出的电压经整流、滤波后产生多种直流电压。其中,9-10、11-12、 13-14、15-16 绕组输出的脉冲电压通过D401、D404、D407、D413整流,C409、C405、 C407、C411 滤波产生4路15V电压,通过连接器CN108为功率模块的驱动电路供电: 7-8 绕组输出的脉冲电压通过D116整流、C412 滤波产生12V电压,为继电器、驱动块等负载供电; 6-7 绕组输出的脉冲电压通过D117整流、C413滤波产生的电压再通过5V稳压器7805稳压输出5V电压,为微处理器、存储器等电路供电。
提示:由于该开关电源的振荡频率为 20kHz, 所以它的整流管应采用高频整流管(如RU2、RG2等),而该机却采用了工频整流管IN4007, 这不仅会降低开关电源的效率,而且会导致整流管因工作频率不够而严重发热,从而大大增加了整流管的故障率,降低了开关电源使用寿命和N2安全性能。
(2)稳压控制
当市电电压升高或负载变轻,引起开关变压器TI各个绕组产生的脉冲电压升高时,3-4绕组升高的脉冲电压经D402整流、滤波电容C403滤波获得的取样电压(负压)相应升高,使稳压管Z401击穿导通加强,为开关管N2的b极提供负电压,N2提前截止,致使N2导通时间缩短,T1存储的能量下降,开关电源输出电压下降到正常值,实现稳压控制。反之,稳压控制过程相反。
5.微处理器基本工作条件电路
微处理器正常工作需具备5V供电、复位、时钟振荡正常的3个基本条件。
(1)5V供电
插好空调器的电源线,待室外机电源电路工作后,由其输出的5V电压经C108、 C414滤波后,加到微处理器IC2的供电端64脚,为它供电。
(2)复位
该机的复位电路以微处理器IC2和复位芯片IC6为核心构成。开机瞬间,由于5V电源电压在滤波电容的作用下逐渐升高,当该电压低于4.6V时,IC6 的输出端①脚输出低电平电压,该电压经C101滤波,加到IC2的27脚,使IC2内的存储器、寄存器等电路清零复位。随着5V电源电压的逐渐升高,当其超过4.6V 后,IC6的①脚输出高电平电压,加到IC2的27脚后,IC2 内部电路复位结束,开始工作。正常工作后,IC2 的27脚电位几乎与供电相同。
(3)时钟振荡
微处理器IC2得到供电后,它内部的振荡器与30、31脚外接的晶振cX1通过振荡产生10MHz的时钟信号。该信号经分频后协调各部位的工作,并作为IC2输出各种控制信号的基准脉冲源。
6.存储器电路
由于变频空调器不仅需要存储与温度相对应的电压数据,还要存储室外风扇转速、故障代码、压缩机F/V控制等信息,所以需要设置电可擦可编程只读存储器(EEPROM) IC8。下面以调整压缩机电机转速为例进行介绍。
微处理器IC2通过片选信号CS、数据线SI/SO和时钟线sCK从存储器IC8内读取数据后,改变其输出的功率模块驱动信号的占空比大小,最终可实现压缩机电机转速的调整。
7.市电电压检测电路
该机为了防止市电电压过高给电源电路、功率模块、压缩机等器件带来危害,设置了由室外微处理器IC2、电阻R1~R3等构成的市电电压检测电路,如图6-6所示。
由于连接器CN401输入的300V电压是随着市电电压变化而变化的,所以该机是通过对该电压进行取样,实现市电电压检测的。300V 电压通过电阻R1~R3取样,经C404滤波后产生取样电压VT。该电压通过R4、L4限流,利用电容排CA1③脚内的电容滤波后,加到微处理器IC2的17脚。微处理器IC2对输入的电压过高或过低进行判断,判断市电电压正常时,输出控制信号使该机正常工作;若判断出市电过压或欠压时,输出控制信号使该机停止工作,进入市电异常保护状态,并通过指示灯显示故障代码。
D5是钳位二极管,它的作用是防止微处理器IC2输入的电压超过5.4V,以免市电电压升高或取样电阻R3异常导致IC2过压损坏。
8. 室外风扇电机电路
如图6-6所示,室内风扇电机驱动电路由微处理器IC2、驱动块IC1 (TDG2003AP)、 风扇电机运行电容C201、风扇电机及其供电继电器sW1和sW2,以及室外温度传感器、室外盘管温度传感器等元器件构成。室外风扇电机的控制与室内电机基本相同,这里不再介绍。
9.压缩机电流检测电路
如图6-6所示,为了防止压缩机过流损坏,该机设置了以电流互感器TA、整流管D1~D3、D103、D101为核心构成的压缩机电流检测电路。
一根电源线穿过TA的磁芯,这样TA就可以对压缩机运行电流进行检测,TA的次级绕组感应出与电流成正比的交流电压。该电压经D1~D3、D103桥式整流产生脉动直流电压,再通过C118滤波产生直流取样电压。直流取样电压通过R118、VP1 限压后,利用RI11、L5限流,然后经电容排CA1②脚内的电容滤波后,加到微处理器IC2的18脚。当压缩机电流正常时,TA次级绕组输出的电流在正常范围,经整流、滤波后使IC2的18脚输入的电压正常,IC2将该电压与存储器IC8内存储的数据比较后,判断压缩机运行电流正常,输出控制信号使压缩机正常工作。当压缩机运行电流超过设定值后,IC2的18脚输入的电压升高,IC2将该电压与存储器IC8内存储的压缩机过流数据比较后,判断压缩机过流,则输出控制信号使压缩机停止工作,以免压缩机过流损坏,实现压缩机过流保护。
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