海信KFR-3216GW/BP系列变频空调,室内机采用液晶背光显示技术,显示室内、外机当前的温度和压缩机当前的运行频率,将空调运行情况清楚地显示在液晶屏上。室外机除了采用变频压缩机外,还采用了先进的输入电压检测电路和性能稳定的TOP开关电源。
一、室外机开关电源电路工作原理

          该变频空调室外机开关电源以专用芯片TOP232Y为核心构成,电路原理如图1所示。

         TOP232Y是美国POWER公司生产的第三代TOPSWITCH-FX系列开关电源集成电路,该芯片设计先进,功能完善,外围电路简单,使用灵活方便。其内部由高压电流源、线路检测器、并联调整器/误差放大器、软启动和关断/自动重启动电路、频率抖动振荡器、超/欠压和过流比较器、PWM比较电路.RS触发器、前沿闭锁电路过热保护电路、数字运算逻辑门及耐压700V的大功率MOSFET场效应开关管等15个单元电路组成。在输入市电为AC85V~265V时,TOP232Y的全封闭功率为7W ,开放式功率为15W; TOP232Y采用标准7脚TO-220-7B塑料封装,可安装散热片。本型号芯片②、⑥脚无引出,只有①、③~⑤、⑦五个引出脚,各脚功能如下:
         ①脚C为稳压控制端,外接光耦合器PC01③脚送来的输出电压误差信号。C36为旁路电容,又与R38串联组成补偿电路;③脚M为多功能设置端,可设置六种功能:(1)线路电压过压保护;(2)线路电压欠压保护;(3)利用线路电压前馈来降低占空比Dmax;(4)从外部设置芯片极限电流I'LIMIT;(5 )遥控操作(亦称远程开/关控制);(6)外部同步。R36(2MSΩ/0.5W )接在M和+310V电源之间,当线路电压> 100V时允许芯片启动,而线路电压>450V时停止工作,直到恢复正常为止;④脚S为MOSFET场效应开关管源极,内部电路公共地;⑤脚F为开关频率选择端,F和S端相连时,开关振荡频率f=130kHz,F和C端相连时,f=130kHz/2=65kHz。另外,若将F、M、S三端相连时,TOP232Y工作于第一代或第二代TOP三端稳压芯片模式;⑦脚D为直流高压电源输入端,MOSFET场效应开关管漏极。
          室外机交流电源经整流、滤波后产生DC310V左右的直流电压输入后,电源指示灯LED04点亮作电源指示,DC310V直流电压经翅迟熔断保险FO1后,再经C15、L01、C26进行高频消噪滤波后分成两个支路:一路经R36加至开关电源芯片TOP232Y的M脚,对输入线路电压进行检测,确保芯片在输入电压为DC100V~450V范围内正常工作;另一路经开关变压器T01初经绕组加至TOP232Y的D脚。

         在刚接通电源时,芯片内部MOSFET管处于截止状态,此时高压开关接通,高压电流源经芯片c脚和限流电阻R38为C36充电,当C脚电压上升至5.8V时内部电路被激活,电路进入软启动北态,10ms后控制电路使输出脉冲占空比最大MOSFET开关管进入饱和状态,T01初级产生愿应电压(上正下负),同时各反馈绕组也产生上介下正的电动势。

         二极管DO8反偏截止,光耦合器PC01④、③脚无电流流过。此时C36放电为芯片内部电路供电,当C脚电压下降至5.8V以下时,MOSFET管截止,TO1初级产生上负下正的自感电动势,而其他各反馈绕组将产生.上正下负的电动势。这时,DO8正偏导通,反馈电压经PC01④、③脚加至芯片C脚,为C36充电,当充电电压上升至5.8V时,MOSFET开关管又导通,并使T01各反馈绕组产生,上负下正的电动势,D08又截止,PC01④③脚无电流,C36又开始放电,当电压下降至5.8V时,MOSFET管又截止。如此反复循环,形成振荡。
        ZD01、R21、C28、D07组成一个完善的RC型吸收漏感网络,在MOSFET开关管由导通变为截止时,为开关变压器TO1初级绕组产生的自感电动势提供一一个泄 放通路,防止该自感电动势与DC310V线路电压叠加,造成MOSFET开关管击穿损坏。起始放电电压由ZD01的稳压值决定(zD01的稳压值为180V,其稳压值通常小于250V )。
        光耦合器PC01(TLP521)、基准稳压器IC05(TL431)等组成经典稳压控制电路。R28、R31、R35为输出电压取样电阻,C35为补偿电容,R32为限流电阻,DO8、R37、C40为PCO1④脚供电。C39( 47uF)为附加软启动电容,软启动延时时间约8ms,加上TL431本身10ms启动时间共约18ms,可防止加电瞬间浪涌电流的冲击。当+12V、+5V输出电压.上升时,IC05的基准电压上升,其基准电流随之上升,PCO1①、②脚内发光二极管发光亮度增加,③、④脚内光电管导通程度增强,IC03芯片C脚输入电流增加,由IC03内部电路控制驱动脉冲占空比减小,MOSFET开关管导通时间变短,使输出电压下降实现稳压控制。反之,若+12V.+5V输出电压下降时,其稳压控制过程与上述相反。
二、室外机开关电源故障分析与检修
        例1:制冷时室内机工作,室外机不启动。分析检修:打开室外机,发现控制电路板上电源指示灯LEDO4亮,但微处理器IC01 的11~13脚外接的压缩机运行频率指示灯LED01~LED03均不亮。检查电流保险FO1完好,但+12V.+5V输出均为ov,说明DC310V线路供电电压正常,开关电源未工作,处于停振状态。测得IC03芯片D脚电压为正常值310V,但c脚电压偏低,只有4.2V(正常时为5.8V),说明脉宽调制电路工作异常。c脚电流是由芯片内部高压电流源提供的,先检查其外围元件R38.C36,发现C36漏电,导致C脚电压无法充至5.8V正常值,控制电路不能使MosFEeT开关管导通工作。用一只47uF/16V电解电容更换C36后,通电试机,外机启动,故障排除。
          例2:制热时室内机工作,室外机不启动。分析检修:打开外机检查,电源指示灯LED0发光正常,LED01~LED03均不亮。测得线路电压DC310V正常,但+12V、+5V无输出,说明开关电源停振。检查IC03芯片C脚电压为5.4V,比正常值5.8V低0.4V。检查R38、C36均好,但发现多与能设置电阻R36( 2MΩ/0.5W )一个引脚开焊。R3用于线路电压检测,当R36脱焊开路后,IC03芯片M脚检测结果是DC310V供电电压过低(小于100V),故禁止芯片启动工作。将R36补焊后,故障排除。
         例3:加电后室外机不启动。分析检修:经检查发现T01初级绕组反向电动势释放回路中稳压二极管ZD01已击穿,造成T01初级绕组自感电动势释放时短路,导致T01其他各组电源均无输出而外机不工作。因手头无180V稳压二极管,用一只型号为P6KE200的200V稳压管代换后,故障排除。