中央空调电控基础知识 2Word格式文档下载.docx
《中央空调电控基础知识 2Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中央空调电控基础知识 2Word格式文档下载.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
分为锗管和硅管。
最大的特点是具有单向导通性。
电流正向通过，反向截至。
主要在电路中起整流、限压（钳位）和开关的作用。
D．三极管：
同样分为锗管和硅管。
共有三极：
集电极、发射极，基极。
主要在电路中起电流放大、开关、限压等作用。
E．光电耦合器（俗称光耦）：
在电路中把光电隔离，大大提高了线路抗干扰能力。
通常有红外发光管。
当初级有电流信号通过时，使红外二极管发光，次级的光敏器件如光敏二极管，光敏三极管，光敏电阻，光敏晶闸管等受光后，在次级又输出光信号。
整个过程是电—>
光—>
电的过程。
F．可控硅：
家用空调中主要起风机调速作用，商用空调主要在数码涡旋中用于卸载阀的控制。
电路中表示符号为SCR共有三极：
阳极（A），阴极（K），控制栅极（G）。
在风机调速过程中，与负载电机串联于交流电路中，通过控制可控硅导通角的大小，就可以改变负载上的电压有效值。
G．电流互感器：
电流互感器实际是一个线性变压器。
其输入电流（被检测电流）与输出电流跟它的内部线圈匝数成正比关系。
H．CPU（芯片）：
在空调中出现过的有掩模芯片，FLASH片和EEPROM，DSP片等。
掩摸芯片指利用掩模技术把信息固化在芯片当中，芯片内的东西不能再更改。
FLASH芯片内容则可以更改多次。
EEPROM一般指存储参数用的ROM，内容可反复擦写。
DSP芯片用于美的变频空调中，它是16位芯片，运算速度快，精度高。
商用空调中主要使用的芯片是NEC公司的D78F9177CU（简称9177）和D78F0034ACW（简称780034）。
这两款芯片特点是资源丰富，抗干扰能力强。
在维修空调时，可以如果电控板无动作，则可以测量芯片的电源管脚上有无+5V的电压。
780034的32和33管脚分别为+5V和地；
9117的1和2管脚分别为地和+5V。
I．2003芯片：
2003芯片的输入—输出特性相当于是一个反向器。
当2003输入端为高电平（+5V）时，对应的输出口输出低电平（0V），继电器线圈两端通电，继电器触点吸合；
当2003输入端为低电平时（0），对应的输出口输出高电平（+12V），继电器线圈两端断电，继电器触点断开。
J．压敏电阻：
一般并联在零线和火线之间或零线和地之间或火线和地之间。
起电压保护的作用。
它的导电性能呈非线性变化，当压敏电阻两端所加电压低于标称电压值时，其内部阻抗接近于开路状态。
而当外加电压高于其标称值时，它对电压的响应时间非常快，承受电流的能力非常高，而且不会产生续流和放电迟滞现象，进而迅速熔断保险丝来保护后面的电路。
K．7805，7812：
此两芯片都为稳压芯片。
当初级电压在一定范围内时，次级的输出都是稳定在一个特定值。
提供给负载一个稳定的工作电压。
（详见第二节的线性电源电路）
第二节空调电控中典型电路分析
一、线性电源电路
电子电路与电子设备都需要有一个稳定的直流电源提供能量，而且对于我们现在所面临的控制器而言，都是利用电网提供的交流电源，经过整流、滤波、稳压后，滤去其不稳定的脉动、干扰成分，来使电子电路与电子设备保持正常的工作。
对于美的的空调的电控来说，除了变频机的模块上用开关电源外，其余的室内或室外电控使用的均为线形电源，即通过降压、整流、滤波、稳压后而提供给电子电路及芯片工作。
下面我们就原理及关键部件做详细介绍。
1、线性电源电路的方框图与典型原理图：
线性电源电路基本上由四部分组成：
变压器降压、二极管或桥堆整流、电容或电感滤波、三端稳压块稳压，他们之间的组合则可构成一个最基本的，也是最可靠的线性电源电路：
V1~变压器V01整流V02滤波V03稳压V0负载
方框图
变压器整流桥
78127805
C1C2C3C4C5C6
典型电路图
2、主要参数和部件介绍：
V1——220V交流电（变压器输入）
V01——12至16V的交流电（变压器输出，因变压器型号不同输出电压有所不同，一般为16V），波形如下图
V02——经四个二极管全波整流后输出16V左右的脉动直流电，波形如下图
V03——经电容C1滤波后输出16V接近平滑的直流电，波形如下图
V0——经过7812稳压后输出稳定的12V直流电，此12V直流电一部分电供给电控板上的2003和继电器等，另一部分经7805输出稳定的5V直流电（典型电路中），供给电控板上的主控芯片（单片机）及其外围电路使用。
关键部件介绍：
变压器：
变压器由线圈绕组、铁芯组成。
一般而言，变压器还有一个外壳，用来起屏蔽和固定作用。
变压器是利用互感现象原理工作的：
当一次侧绕组通以交流电时，一次绕组产生磁场，二次绕组的线圈切割磁力线而产生感生电动势，这样由交变电场生成磁场，磁场通过闭合的铁芯耦合到次级绕组，从而在次级线圈中生成感应电动势。
整流二极管：
二极管按材料分有硅二极管与锗二极管两种。
它具有单向导电性。
二极管由P型半导体与N型半导体构成，在P型、N型半导体之间接触面形成一个PN结，通过PN结对不同方向电压的不同导电性来达到导通与截止的作用。
当通以正向电压时，电流流过；
通以反向电压时，二极管截止，电流不能通过。
用万用表的“二极管”档即可测出二极管的好坏。
7812和7805：
7812用于输出稳定的12V直流电，7805用于输出稳定的5V直流电，即使市电电压有少量变动，其输出也恒定。
目前美的使用的三端稳压器7805、7812，它有输入、输出和公共端三个端子。
输出电压稳定不变。
这种稳压器内部集成有取样电路、保护电路、调整电路、比较放大电路、基准电路、启动电路、恒流源电路。
7805和7812外形一样（通常7812上都有散热片而7805没有），如右图：
中间的管脚为“地”，左边管脚为输入，右边管脚为输出。
用万用表的直流电压档测其输出和输出即可判断出其好坏。
瓷片电容C2、C4、C6容量较小，可以有效的过滤电路中的高频干扰部分，一般采用104瓷片电容。
二、温度检测电路
1、电路图：
优选电路:
图（a）、图（b）。
温度传感器有一特性，即在不同的温度时有不同的电阻值，利用传感器的这一特性，可设计温度检测电路：
图（a）为常见电路，图（b）在两个分压电阻上分别加了个稳压二极管,用于防静电箝位，主要用在大功率分体机、移动空调、抽湿机等容易产生静电的机型。
以前使用过的温度检测电路还有很多种，如图（c）是23常规机所用电路，C1与C2起到同样的滤波作用：
柜机的电路是图（d），它的电容C1用的是47μF；
变频机所用电路又有区别，如36变频为图（e）,没有用C1，它的C2为223，45变频为图（f），R2为1K，50变频为图（g）。
空调器所用的温度检测电路中还有一种为排气温度检测电路，电路基本相同，如50变频所用的图（h）。
2、工作原理及电子元器件在电路中的作用:
所有温度检测电路原理大致相同,现以空调器中常用的电路图（a）为例进行分析:
电路中，温度传感器RT（相当于可变电阻）与电阻R1形成分压，则A端电压为：
5R1/（RT+R1），随着外界温度的变化，温度传感器RT的电阻值跟着变化，则A端的电压相应变化。
因为RT在不同的温度有相应的阻值，则不同的外界温度在A端有相应的电压值，外界温度与A端电压形成一一对应的关系，可以把此对应关系制成表格。
因此单片机可根据不同的电压值检测外界温度。
电路中，RT与R1组成分压电路，C1、C2和R2形成Π型RC滤波，C1对分压电路输出电压进行第一次滤波（平滑滤波），随后C1两端余下的交流杂波又被R2和C2分压。
这余下的交流成分大都降在R2上，而C2两端余下的交流成分就极小，于是起到了第二次滤波（高频滤波）的作用。
但是R2的阻值不能太大，它会使输出直流电压损失，通常取1K或2K,所以这种滤波器多用于负载电流较小的场合。
此温度检测电路，RT与R1可互换,此时A端电压为5RT/（RT+R1）,C1亦可用47μF电容替代,在有些电路中,也把C1省去不用,考虑到性能可靠、规范性及编程方便，通常用图（a）所示电路,取R1为8.06K、R2为2K,C1为10μF、C2为贴片电容103或104（即0.01μF或0.1μF）。
但在某些有静电的场合,如移动空调器,经常用手触摸,则最好用防静电温度检测电路，见图（b）
三、继电器驱动电路
在介绍继电器的驱动电路之前,首先简单介绍一下继电器的基本知识。
继电器是一种当输入量变化到某一定值时，其触头（或电路）即接通或分断交直流小容量控制回路的自动电器。
在空调中，继电器输入12V直流电，继电器吸合后，强电的两个管脚接通，输出220V交流电。
1、工作原理：
由永久磁铁保持释放状态，加上工作电压后，电磁感应使衔铁与永久磁铁产生吸引和排斥力矩，产生向下的运动，最后达到吸合状态。
如下图：
在空调电控上，一般用两种电路驱动继电器：
晶体管驱动电路和集成电路2003驱动。
下面分别介绍这两种驱动电路。
2、晶体管驱动
（1）、电路原理图
当晶体管用来驱动继电器时，必须将晶体管的发射极接地。
具体电路如下：
NPN晶体管PNP晶体管
（2）、工作原理简介
NPN晶体管驱动时:
当输入高电平时，晶体管T1饱和导通，继电器线圈通电，触点吸合。
当输入低电平时，晶体管T1截止，继电器线圈断电，触点断开。
PNP晶体管驱动时:
当输入高电平时，晶体管T1截止，继电器线圈断电，触点断开。
当输入低电平时，晶体管T1饱和导通，继电器线圈通电，触点吸合。
（3）、电路中各元器件的作用
晶体管T1为控制开关。
电阻R1主要起限流作用，降低晶体管T1功耗。
电阻R2使晶体管T1可靠截止。
二极管D1反向续流，抑制浪涌。
继电器的绕组是一个感性元件，总是阻碍电流的变化，断电时，电流瞬间降到0，它会产生一个很大的反向电动势，如果没有D1，这个电动势很可能将主控板烧坏。
接上D1后，反向电动势直接被D1短路，从而保护了主控板。
3、集成电路驱动
目前已使用多个驱动晶体管集成的集成电路，使用这种集成电路能简化驱动多个继电器的印制板的设计过程。
现在所用驱动继电器的集成电路主要有TD62003AP。
下面就TD62003AP介绍一下采用集成电路驱动继电器的电路。
（1）电路原理图
（2）工作原理简介
2003的输入—输出特性相当于是一个反向器。
当2003输入端为高电平（5V）时，对应的输出口输出低电平（0V），继电器线圈两端通电，继电器触点吸合；
当2003输入端为低电平时（0）V，对应的输出口输出高电平（12V），继电器线圈两端断电，继电器触点断开。
（3）电路中各元器件的作用
2003直接驱动继电器，在2003中已集成有起到反向续流作用的二极管。
（4）各元器件的选型
一般选用2003驱动继电器。
现在常用的型号为TD62003AP。
四、遥控接收电路
美的空调器所选用的遥控接收头型号比较多，现以HS0038A2为例，说明其工作原理和两个典型电路具体分析：
接收头内部有一接收窗口，是一光敏元件，接收范围局限在某一频率范围的红外线。
当光敏元件接收到f1频率的红外线，内部相应激发出一定大小电流，经I---V电路转换成某一电压，滤波后，经一比较器输出脉冲电压，再经内部三极管电平转换，输出间隔不一幅度为+5V脉冲信号送主芯片处理。
2、典型电路分析：
现提供两组电路图（图a、图b），并对电路中各元器件参数设置进行说明。
图a图b
图a中各元器件参数设置：
（1）为了减少外电路对+5V电压的干扰影响，保证电气过应力足够，应在供应电压线上加电阻。
但电阻不能太大，电阻大了压降也大，这样有些微处理器不一定能正确探测信号，一般选用150Ω。
（2）为了使输出脉冲的上升时间短，电容选用102独石电容。
如果选103电容，则脉冲上升时间加长，信号容易失真。
（3）在输出线增加限流电阻对预防电火花出现有好处，如果电阻太大，压降相应也高，为了保证电路正常工作，要依靠微处理器的电工能负荷的增加。
为了使电路与所有的微处理器能兼容，输出信号线电阻选用1KΩ电阻。
（4）为了外界干扰电压对摇控接收头的干扰，在+5V进线端加一电解电容，起到平滑波形作用。
图b中各元器件参数设置：
相同元器件参数选定依据图a。
不同的是此电路在输出端增加一个PNP三极管，当选用插件三极管，一般选
用9012，贴片三极管选用DT143。
遥控输出信号为高电平，经电平转换同样输出高电平，有利于降低阻抗输出信号，增加抗干扰能力。
3、电路比较：
两电路原理相同，如果接收头离芯片较近，外界干扰少，一般采用图a电路，
反之采用图b电路。
五、压缩机电流检测电路
1、典型的压缩机电流检测电路：
在分体机、柜机和商用空调电控系统中使用得最多、最为典型的压缩机电流检测电路如下图所示：
图中包括下列元件：
（1）电流互感器TT1——将被检测的交流电流转化成可取样的小电流（交流）；
（2）模拟负载电阻R1——将转化后的小电流转化成电压（交流）；
（3）整流二极管D1——将转化后的交流电压（半波）整流成直流电压；
（4）电解电容C1——平滑整流后直流电压波形，输入到芯片；
（5）分压电阻Rx和R2（16K）——用于调整A/D转换的参数，直接确定输入到芯片口的A/D参数；
（6）钳位二极管D2——确保输入到芯片口的模拟量不大于5V，以免损坏芯片；
（7）电阻R3和电容C2——组成了RC滤波电路。
由于MCU的A/D口所需输入电流极小，这里将其加在芯片与输入量之间，不会产生压降，因此不会影响采样的精确性。
但对电流检测电路的输出信号进行了滤波，防止高频干扰。
2、电路的工作原理及各元器件的主要功能：
在了解电路工作原理之前，首先弄懂电流互感器TT1的工作原理。
电流互感器实际是一个线性变压器。
其输入电流（被检测电流）与输出电流跟它的内部线圈匝数成正比关系（均为交流电流量）。
这样我们开始叙述电路的工作原理：
假如检测压缩机电流值为Ii，根据电流互感器固定的初级/次级线圈匝数比（常量）C，可确定输出电流（为交流）Io=Ix/C；
在选取负载电阻R1（通常为1K）时，其阻值远远小于两分压电阻值。
这样，R1的阻值约等于实际的负载电阻值。
于是，R1两端的电压Uo=R1×
Io=（R1×
Ix）/C；
（注：
此为交流电压值）；
在经过整流二极管D1半波整流后（由于MCU的A/D口所需输入电流很小，此处按严格的计算关系），二极管D1的负极与地之间的直流电压V1=（√2/2）×
Uo=（0.707×
R1×
要减掉二极管上的压降约0.5V。
直流电压V1在分压电阻Rx和R2上分压，得出Rx和R2公共端的电压值V2=[Rx÷
（Rx+R2）]×
V1=[Rx÷
[（0.707×
Ix）/C-0.5]，这就是最终输入到芯片检测口的压缩机电流参数模拟量（改值仍需通过实验最终确定。
不同电流互感器及分压电阻Rx对应不同的最终输入到芯片检测口的电压参数表见附录二）。
直流电压V2必须经过电解电容C1平滑波形，成为较平稳的电压模拟量输入到芯片A/D口。
钳位二极管D2目的是确保输入到芯片口的模拟量不大于5V，以保证芯片的工作可靠性；
电阻R3和电容C2滤除输入量的高频成分，减小其对MCU的影响。
3、电路中各元器件的取舍及参数说明：
（1）电流互感器TT1是整个电路中最关键的器件即电流传感器；
目前分体机和柜机电控系统中对该元器的选取各不相同。
（2）R1是模拟负载电阻，目前电路中大部分使用1K电阻，
（3）整流二极管D1是必须的。
因为模拟负载电阻R1两端的电压是交流的不能直接输入到芯片，必须将其转化成直流电压。
根据电流计算D1选用IN4148便可；
（4）分压电阻Rx和R2（16K）的选取注意以下事项：
a、Rx+R2的阻值要求远远大于模拟负载电阻R1的阻值，这样，电流互感器TT1的负载大致就是R1，目前我们的电路中R2通常使用16K，Rx根据不同的电流互感器和不同的运用电路常用5.1K（柜机）、1.4K（分体机）等；
b、确定你所需的压缩机电流检测范围，根据电流互感器的参数特性和负载电阻可计算出加在Rx和R2两端的电压值V1，该电压经Rx和R2分压得V2，V2的值尽量接近于但不能超过5V，这样不会超出芯片的检测范围又增加A/D检测的准确性；
c、Rx和R2电阻值精度的选取。
通常这样的A/D处理电路要求分压电阻Rx和R2的精度比较高（可以选用±
1%的电阻），否则，采样值漂移较大。
（5）钳位二极管D2在电路中是必不可少的。
因为该电路是用于检测到压缩机的电流，而实际压缩机在启动时其电流值高达额定电流的3至5倍。
于是V2的值远远超过了5V，加上钳位二极管可确保输入到芯片口的模拟量不大于5V，保证芯片的工作可靠性。
（6）如果没有电解电容C1，分压后的V2实际只是半波整流后的电压波形，它是不断变化的模拟量。
必须经过平滑波形后再输入到芯片。
理论上该电解电容越大波形平滑得越好，但其价格越贵，通常选用的是100UF，由于此处电压不超过5V，电解电容的耐压参数用16V便足够；
（7）电阻R3和滤波电容C2可确保输入量有高频干扰时减小对MCU的影响。
省去后会对电路的抗干扰性能有一定影响。
电阻R3通常使用的是2K。
第三节美的定频机电控技术简介
定频机和变频机的主要区别在于压缩机和电控上，定频系统的压缩机转速恒定，室内传至室外的信号为220V的交流电而比较容易测量。
而变频机室内外之间通过通信来确定压缩机的转速，因而电控比较复杂。
美的定频机的室内机的电控与家用柜机和分体机原理基本一致，目前其软件
已经基本稳定。
现行生产的机型主要包括嵌入式、一面出风式、风管式、天井式、壁挂式、柜式。
简单的定频机室内机向室外传递以下信号（所有冷暖定频机都传递的信号及其顺序都一样）：
如下图。
压缩机—220V交流电，由室内机电控上的继电器输出；
四通阀—220V交流电，由室内机电控上的继电器输出（单冷机无此信号）；
外风机—220V交流电，由室内机电控上的继电器输出；
零线N—与上述输出形成电压，供给室外板检测。
室
内
机
外
1、压缩机
2、四通阀
3、外风机
4、零线N
美的U系列和M系列全都是定频机，这里我们把定频机的室内外机电控挑几个典型的来叙述一下，U系列电控我们以后就不再做介绍了。
常见的室内机电控实物如下图：
i
j
g
h
f
e
d
c
b
a
a、——显示板插子
b、——室外风机、压缩机、四通阀信号输出，220V。
其中PRO为接零保护，对于71三相的机型，此根线要接到室外机电控板上。
其他机型则直接把它和零线短接。
否则会出现室内机四个灯一起闪的现象。
c、——室内风机输出，220V。
d、——水泵控制，220V。
e、——220V电源输入端。
f、——变压器220V输入端。
g、——变压器输出，16V交流电。
h、——T1
i、——T2
j、——水位开关输入插子。
对于3HP以下的机型，室外机只有一个压缩机接触器，用室内机电控上压缩机继电器直接控制压缩机接触器。
对于71三相的机型，室外机一般都有一个电流检测板，一方面检测压缩机电流，另一方面检测三相电相序。
电流检测板如下图：
d
c
e
a、——室内机红白黑三根线的输出到这两个端子上。
b、——发光二极管，用于显示室外机故障代码。
c、——输出到室内机电控的PRO上，由电控板上光耦控制，当室外机T3故障或相序保护时，光耦控制其断开，则室内机停机并显示室外机故障（四个灯一起闪）。
d、——接室内机零线。
e、——三相电输入，用于检测相序。
5HP的机子室外机一般有一块较大的电控板，用于控制室外风机转速及化霜等。
对于很多匹数较大的室外机来说，其室外机电控板功能较多，如：
M系列的室外机电控及部分U系列室外机电控。
不过一般室外板的功能比较简单，主要增加了如化霜、室外风机控制、压缩机保护等。
如果在调试或运行中这些电控出现问题的话，应当先测量室内输出到室外机的信号有无错误。
如果输入正常而输出不正常则可确定是电控板问题。
第四节美的变频机电控技术简介
相对于定频机来说，变频机有启动电流小，调节范围宽，温度调节精度高，节能效果好，冷房暖房迅速等特点。
对于商用空调来说，变频机最大的优点在于它避免了以往一开全开的浪费现象，它可以通过调节压缩机运转频率来调节能力输出，从而节约了电能。
一、变频空调原理介绍
美的变频空调的控制过程原理如下图：
这是一个交流直流交流的变换过程。
交流电220V先通过桥堆整流电容滤波后变成300V的直流电，这300V的直流电一部分供给开关电源，
另一部分供给模块，模块的输出直接供给变频压缩机。
模块的控制端口由开关电源的输出来控制，而开关电源的输出又受主控板控制，因此主控板通过开关电源控制模块输出，进而控制压缩机运转频率。
下面，我们就来详细的说一下其具体的变换过程：
（1）整流滤波电路
变频机整流滤波如下图：
其实它就是一个线形整流滤波电路，只是在整流滤波电路前增加了一个滤波器（部分机型没有）和PTC保护电路及电抗器。
滤波器用于消除市电中的干扰。
由于滤波电容的容量特别大，初次上电时，电路中接近短路，很容易造成跳闸。
加上PTC后，流过PTC的电流过大，PTC过热，电阻增大，使电流减小。
约2秒后，电容充满电，电控输出使继电器吸合，PTC失去作用。
电抗器用于提高整个电路的功率因数，电容用于滤除干扰。
整流桥堆和滤波电容选用的容量都比较大。
P、N输出300V左右的直流电，直接输出给变频模块。
①整流桥堆
普通整流桥堆如下图：
1
升级会员 