长虹直流变频空调，不仅室内、室外风扇电机采用了直流电机，而且压缩机电机采用的是四极无刷直流电机(其转速范围可以达到9r/s~130r/s)，并以其能调控舒适的室内环境湿度及相对节能而受到用户关注。
0、引言
本文以长虹KFR-25 (已括28.35、40 )GW/BQ型直流变频空调为例，介绍室内机和室外机各种保护电路的工作原理，并对保护电路动作原因及保护电路自身可能产生的故障进行提示，可供使用维修时参考。
1、室内机保护电路
1.1市电输入保护电路
市电输入保护电路(如图1所示)有三种保护功能:(1)市电输入超压保护。压敏电阻R21跨接在市电L(火线).N(零线)之间，其导电性能呈非线性变化，当市电输入电压低于其额定动作电压时，R21内部电阻约为无穷大，呈开路状态(只有微安级的漏电流通过)，对电路供电无影响。当输入电压高于其额定电压时，其内部电阻瞬时变得很小(约数欧至数十欧)，有很大的电流通过，可防止电网浪涌电压或错相(误将输入电压接成AC380V)高压对电路造成损坏。压敏电阻对变化电压的响应非常快(纳秒级)，承受过流能力非常惊人，而且不会产生放电电流延迟现象;(2)防雷击保护。由压敏电阻R22和放电管SG01组成，当天空雷击放电高压脉冲经电网输入时，R22被击穿(R21也会被去穿)并经SG01对地放电，防止空调电路被雷击损坏;(3)温度过高断电保护。由接插件CN4和温度保险FR1、FR2组成，当室内机温度控制失灵，使温度升高至77C时，FR1或FR2熔断，切断市电输入，防止温度继续上升导致空调塑料构件及外壳变形、损坏。
提示:压敏电阻R21、R22损坏可能有两种情况:-是因过电流而烧断开路，此时会失去超压保护和防雷击保护功能，可能会造成室内机电路板大面积元件受损;二是无法恢复的永久性击穿损坏，此时若插.上空调电源插头，电源箱内的空气开关就会自动跳闸。如果市电供电正常，测得C15两端无AC220V电压输入，应检查温度保险FR1、FR2是否熔断，以及CN4接触是否良好，引线是否断脱。
1.2开关电源软启动保护
开关电源软启动保护如图2所示，为了防止开关电源工作初期，因稳压控制电路不能及时正常工作，导致开关管因过激励或过压损坏，因此设置了由C12和稳压控制电路共同构成的软启动保护电路。因电容器C12两端电压不能突变，故在刚加电时C12两端电压为0V ，C11两端电压通过C12、R11构成充电回路，在R11两端建立的电压经IC07 (upc1093T) 放大，再经光耦合器IC02 (TLP181) 控制开关电源厚膜块IC01(MA5941内的开关管导通时间(从0逐渐增大到正常)，以防止开关管在工作初期因过激励等原因损坏。待C12充电完毕，软启动过程结束。
提示:当C12容量减退、电极间漏电、击穿或开路时，会导致软启动失常或失效，从而造成IC01内电源开关管屡屡损坏。
1.3开关电源尖峰脉冲吸收回路
开关电源尖峰脉冲吸收回路(如图3所示)比较将殊，采用不受控电容C25和受控电容C17共同完成。在电源膜块IC01内部开关管从导通变为截止瞬间，开关变压器T01的4-6绕组，产生6脚负4脚正的反峰脉冲电压，该电压不仅被C25吸收，而且在3-4绕组产生3脚正4脚负的电动势，并经R25.C16使Q01(2SK2333 )正偏导通，于是C17也对尖峰脉冲进行吸收，从而使尖峰脉冲吸收效率大大高于普通开关电源尖峰吸收回路。
提示:当C25失效、开路，或R25、C16、Q01不良使C17无法吸收尖峰脉冲时，会导致ICO1内置开关管易损坏。
1.4电源开关管过流保护
电源开关管过流保护如图3所示，IC01的3脚外接R20(0.33Ω/2W )是内置开关管工作电流取样电阻，当开关电源+35V供电负载异常等原因引起开关管过流时，则3脚外接R20两端产生的取样电压增大，当该电压升高到0.7V后，IC01内置过流放大管导通，将开关管G极对地短接，使开关管截止，防止开关管因过流而损坏。
提示:取样电阻R20的阻值要准确，当其受潮或相关印刷线路板铜箔间漏电使阻值变小时，过流保护不灵敏甚至失效，，会导致IC01内置开关管频频损坏;反之，当R20引脚脱焊接触不良时，会使其阻值变大，并造成取样电压升高，最终使过流保护产生误动作。
1.5开关电源+7V、+12V供电过流保护
开关电源+7V、+ 12V供电过流保护如图4所示，当+7V、+12V供电负载过流时，电流保险F02(1A)、FO3( 1A )会熔断，实现负载过流保护。
提示:当C08、C07短路或击穿漏电时，也能造成F02、F03熔断。检修时可断开+7V、+12V负载，判断故障出在负载电路还是C07、C08漏电。
1.6开关电源+35V输出过压保护
开关电源+35V输出过压保护如图4所示，当开关电源稳压控制电路异常，引起IC01内置开关管导通时间延长，导致开关变压T01各个绕组输出的脉冲电压升高时，10-11绕组输出的脉冲电压经D04整流和C10、L03、C20平滑滤波后的电压若超过43V时，稳压管D29(RD43E )将击穿，造成开关管过流保护电路动作，避免开关管和负载元件过压损坏，实现过压保护。
提示:稳压管D29损坏后，需要采用相同参数的稳压管更换，以免过压保护功能失效，导致开关管等元器件因过压而损坏。
1.7空气清新电路或故障检测及保护电路
空气清新电路或故障检测及保护电路如图5所示，当空气清新高压集尘器工作失常时，它的故障检测电路输出-7V的故障信号，经接插件CN33④脚使耦合器IC08导通，Q33反偏截止，Q34则正偏导通， IC30 (TMP87CM40AF )46脚获得低电平故障信号后，其44脚输出高电平控制指令，光耦合器ICO9导通，高压集尘器经CN33的3脚获得低电平关闭信号而停机，防止故障范围扩大，实现故障保护。
提示:当高压集尘器输出-7V故障信号后，若高压集尘器不能关闭，应逐一检查CN33、IC08、Q33、Q34、Q35、1C09及室内机cPU(IC30)等排除保护电路故障。
1.8空气清新电路防电击保护
防电击保护电路由两只干簧管GK1、GK2组成。当室内机的面板闭合时， GK1.GK2触点接通，GK2将光耦合器IC09的4脚接地，并通R104为光耦合器IC08的1脚供电。GK1 将Q36的+35V供电接通，为高压集尘器供电，使其正常工作、若在高压集尘器工作期间，打开室内机面板，则两只干簧管的触点均断开，切断+35V电源，使高压集尘器停止工作，以防高压电击伤人。
提示:当防电击保护电路失效时，多半因室内机面板磁块失磁或干簧管内触点粘结不能分段所致，应换用良好的干簧管及磁块。
1.9 CPU看门狗电路
CPU看门狗电路如图6所示，室内机CPU(微处理器)IC30正常工作的基本条件有四:一是58脚处有+5V工作电源电压;二是复位端23脚在加电瞬间有由低电平升为高电平的复位脉冲(. 上升沿);三是24、25脚外接石英晶体X30(8MHz)振荡正常;四是cPU芯片自身性能良好。复位信号及看门狗电路由IC03( TA80005 )及外围元件组成，当时钟电路停振或工作异常时，IC30的22脚就不能通过R96、C32为IC03的9脚提供正常的时钟信号，IC03内部看门狗电路动作，其7脚输出低电平，迫使IC30复位、清零，防止因时钟信号紊乱，给整机带来危害。
提示:空调整机不工作时，首先要检查CPU正常工作的四个条件是否具备。当测得IC30的23脚在开机后恒为低电平时，除了要检查IC03是否良好和C51有无击穿漏电外，还要检查石英晶体X30是否损坏，因X30损坏会使时钟停振，导致看门狗电路动作。
1.10室内热交换器防结冻保护
室内热交换器防结冻保护如图7所示，该空调室内机采用3只NTC(负温度系数)热敏电阻作温度传感器，TCS检测室温，TCJJ1、TCJ2检测热交换器温度，在空调制冷期间，热交换器相当于蒸发器，在制热器间相当于冷凝器，温度变化引起温度传感器电阻值的改变，分别与R86、R87、R94分压后送IC30，与存储器IC12(BR24C02F)内存数据比较后，输出控制信号，不仅控制压缩机转速、膨胀阀的开启度，还可实现结冻和过热功能。
在制冷期间，若室内风机转速慢、室内空气过滤器脏，使室内热交换器无法吸收足够的热量即它内部的制冷剂不能汽化，可能导致压缩机液击损坏，所以必须进行防冻保护。当然交换器温度低于59C时，IC30根据IC12预置数据比较结果，令压缩机降频运转，使热交换器温度上升，当温升达到7°C时，解除防冻保护。
提示:若室内热交换器温度正常(>5°C)时，出现防冻保护动作，可能是温度检测电路工作异常造成的，要特别注意温度传感器的性能是否发生改变。
1.11室内热交换器过热保护
在制热状态，室内热交换器温升过高会损坏室内机塑料部件，所以必须进行过热保护，当热交换器温度大于55°C时，被温度传感器检测后，为IC30提供信号电压，则IC30输出控制信号使压缩机降频运转，让热交换器温度下降，当温度降至48°C时，恢复正常制热状态。
提示:当交换器温度过高而过热保护不动作时，除了要检查各路温度检测电路是否异常外，还可能是IC12内存数据丢失、缺损造成的。IC12必须用同厂同型号存储芯片更换，否则空调不能正常工作。
1.12市电过零检测保护
市电过零检测保护如图8所示，市电电压经限流.整流后，由光耦合器进行隔离、整形后，将100Hz脉动过零信号送至室内机CPU的13脚，用以确保室内风扇电机供电回路的双向可控硅在市电过零处导通，实现低功耗导通控制，防止它在导通瞬间因过流而损坏，还可以为通讯电路提供基准信号。
提示:若发生屡烧室内机电路双向可控硅故障时，应检查过零检测电路是否异常。
1.13室内风机异常保护
室内风机异常保护如图9所示，室内风机运行时，其内部霍尔传感器会输出相位正常的检测信号，即PG信号，经CN10的4脚及R38送到室内CPU的16脚。若IC30的16脚有正常的PG信号输入，说明风机工作正常，会继续输出控制信号驱动风机运行。一旦IC30的16脚无PG信号输入，说明室内风机异常，IC30会发出停止风机工作指令，从而实现风机的保护。
提示:D32( 1SS184 )为双二极管，起钳位作用，用以限制IC30的15、16脚的最高电位不超过5.4V，以防电机的驱动电路异常时，IC30过压损坏。
2、室外机保护电路
2.1压缩机过流保护
压缩机过流保护电路如图10所示，由电流互感器T02、双二极管D600及室外机IC800(TSK88N )为核心，组成压缩机电流检测电路，当压缩机运行电流超过额定值后，T02次级绕组电流增大，经整流、滤波后使IC800的56脚输入的信号电压升高，与存储器内存数据进行比较后，若判断压缩机过流，则输出控制信号使压缩机降频运行直至过流消失，若降频后压缩机仍过流，则IC800发出停机指令，实现压缩机过流保护。
提示:D600性能变化，R601、R602、R605、C600参数改变后，会造成压缩机过流保护动作过于灵敏或过于迟缓。
2.2室外机过压保护
室外机过压保护电路如图11所示，由光耦合器IC401、稳压管D401、带阻晶体管Q401和Q402及取样电路组成。当从市电直接整流获得的+300V直流电压超过设置值时，经R408.R407分压限流，使D401击穿导通，光耦合器IC401、Q402相继导通，迫使Q401反偏截止，光耦合器IC400( TLP251 )停止输出，电源模块DB01内置开关管截止，防止开关管和负载电路因过压而损坏，实现过压保护。
提示:Q401、Q402均为带阻晶体管，可使外围元件减少，简化电路设计。
2.3启动过流保护
启动过流保护电路如图12所示，市电整流的+300V供电由C11~C14滤波，容量大到2000uF ，故刚开机时初始充电电流较大，为防止电源模块DB01、电流保护FO1等元件过流损坏，该机利用PTc(正温度系数)热敏电阻R5.R10来抑制此冲击大电流。R5、R10电阻值随通过的电流增大而增大，导致+300V直流电压下降，不能满足开关电源和变频模块电路正常工作的需要，因此应为该限流电路设置控制电路。当室外机IC800工作后，其49脚输出低电平使Q40截止，Q41导通，继电器RY01得电后吸合，常开触点闭合将R5、R10短接，为电路正常供电，实现防大电流冲击保护。
提示:继电器RYO1(G4A-1A)的吸合、释放是控制的关键:当Q40开路，Q41击穿RY01触点粘焊在一起不能分断时，R5、R10将一直短路，电路失去防大电流冲击保护作用;反之，若Q40击穿，Q41开路，RY01线圈断路或其常开触点接触不良时，R5、R10无法被短接，而一直串接在300V供电回路中，会造成后面的电路不能工作。
2.4室外机开关电源尖峰吸收电路
室外机开关电源尖峰吸收电路如图13所示，由D101、R101、C101、C102组成反峰电压尖峰吸成电路，当电源块IC101( MIPO223SY )内置电源开关管由导通变为截止时，为开关变压器T01的14-16绕组产生的自热电动势提供放电泄放通路，防止该电压与+300V电源电压叠加而击穿开关管。
提示:当发生屡烧IC101内部开关管故障时，一般是 D101、R101 C101、C102尖峰吸收电路失效所致，而D101(S5688J)损坏的情况居多。更换D101应选用工作频率较高的快速恢复二极管，不能使用普通市电(50Hz )整流二极管，否则保护效果不佳。
2.5室外风机过流保护
风机过流保护电路如图14所示，由取样电阻R321( 1Ω/2W )、光耦合器IC306(TLP621-1)为核心构成。当室外风机过流并达到1A左右时，在R321两端产生约1.2V的取样电压。该电压经限流电阻R322 (56Ω/1/4W) 使光耦合器IC306导通，其4脚输出的低电平信号经R337加到IC800的39脚，经IC800识别、处理后，由22脚输出高电平关闭控制信号，使Q300导通，Q301截止，继电器RY06( AGQ13A )释放，其常开触点切断PFC电路+300V电源，使室外风机停转，防止风机、PFC电路元件过流损坏。
提示:室外风机保护电路失效主要原因:一是取样电路工作失常，若取样电阻R321阻值增大，IC306的3.4脚间光敏管击穿或C316、C320击穿漏电时，IC800的39脚变为低电平，令22脚输出高电平关闭风机信号;若R321阻值减小，D120击穿漏电，R322、R337、IC306内部开路时，IC800的39脚收不到低电平关闭信号，则风机继续过流，可能被烧坏;二是输出控制电路工作失常，若Q300击穿漏电，Q301或RY06线圈开路，D300击穿时，RY06不能吸合，其常开触点在断开位置，PFC电路失去+300V电源而无法工作;若Q300开路，Q301击穿使RY06不能释放，或因RY06触点粘连不能分断时， PFC电路始终工作，风机继续过流会烧损。
网友评论