长虹变频空调电路原理分析.docx

1、长虹变频空调电路原理分析长虹变频空调电路原理分析KFR-25(28、35、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 第一部分 控制原理图 第一章 控制原理图 KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器电气控制框图如下所示: 第二节 控制原理图描述 从上面的控制原理图中，可以看出KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器的室内机印刷电路板可大致分为以下几个电路单元:开关电源、上电复位电路、晶振电路、过零检测电路、室内直流风机控第 1 页 共 41页 KFR-25(28、35、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 制电路、步进电机控制电路、温度传感器电路、空气清新控制电路、EE

2、PROM电路、保护电路、显示驱动及遥控接收电路、应急控制电路、通讯电路等;KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器的室外机部分可分为如下电路单元:开关电源、上电复位电路、晶振电路、电压检测电路、电流检测电路、过零检测电路、保护电路、电子膨胀阀控制电路、室外直流风机驱动电路、IPM模块驱动电路及位置反馈电路、四通阀控制电路、温度传感器电路、EEPROM电路、通讯电路、电源整流及功率因数调整电路等。 具体描述如下: 当室内机接通电源时，室内电源220VAC经EMI电路后，通过桥堆整流、滤波转变为280VDC直流，经开关电源转换输出35VDC、12VDC及5VDC直流电压，为单片机及其外围

3、的电路提供电源。同时，振荡电路和上电复位电路启动单片机开始工作。此时，便可接受遥控器的信号，空调器开始检测室内的温度传感器、设定温度以及EEPROM中的数据等，并按照遥控器的设定状态运行;室内风机开始按指定转数运转;步进电机也开始来回摆动(如果步进电机设定为扫风状态);单片机通过显示屏将空调器的运行状态显示在显示屏上，初次上电经过3分钟左右延时，室内功率继电器给室外供电。 室内的单片机通过通讯电路与室外机进行串行半双工通讯通信，物理层为强电载体，强化抗干扰能力。 当室外机得到室内电源后，交流电220VAC经整流及功率因数调整后转换为280VDC直流，滤波输入到开关电源及IPM模块(驱第 2 页

4、 共 41页 KFR-25(28、35、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 动压缩机)。经开关电源输出4路15VDC、1路12VDC、1路5VDC电压供单片机、IPM驱动电路及其外围的电路工作。和室内机一样，上电复位电路和震荡电路在得到5VDC电源之后便启动单片机工作。此时，单片机开始检测温度传感器，通过室内外通信回路接收室内机发来的信号;室外直流风机和四通阀按照设定的模式运行，单片机根据室内传来的指令，通过IPM模块驱动电路及位置反馈电路控制IPM模块使压缩机按指定的转数运转;室内外通信通过一个交流电过零检测信号来同步室内外通信;单片机通过电压检测和电流检测电路来进行过压和过流保护，等

5、等。 第二部分 电路原理分析 第一章 室内机部分 第一节 电路原理图 KFR-25(28、40)GW/BQ直流变频空调器室内控制板的电路原理图如下所示: 第 3 页 共 41页 KFR-3601GW/BP空调器印刷电路板检修参考 第 4 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 第二节 电源电路(开关电源) 一、电源电路概述: 开关电源是为室内机空调器电气控制系统提供所需的工作电源，如单片机、空气清新及一些控制检测电路工作电源等。主要由开关变压器、控制IC、嵌位电路以及输入输出整流滤波组成。 二、电源电路(开关电源)原理图: 如下图所示: 三、电源电路原理分

6、析 电源(开关电源)电路 :交流电源220V经EMI滤波电路(由L01和C01、C15组成)后到整流桥堆DB01，转换为300VDC经电容C02滤波后供给开关变压器，经开关变压器的绕组64加到开关第 5 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 电源控制IC(IC01)的2号管脚，该集成电路为整个开关电源的核心，内含一个功率MOS管、100KHz的方波发生器及占空比调整电路;输出电压采样及反馈回路由IC07和IC02组成，通过对输出电压12VDC和35VDC的联合采样，调节光耦IC02的输出电流，控制IC01的第6脚达到调节100KHz的方波发生器的占空比，

7、控制IC01内部MOS管的导通时间，从而稳定输出电压。 该开关电源为反激式开关电源，当IC01内部MOS开关管导通时，能量全部存储在开关变压器的初级，次级整流二极管D02、D03、D04未能导通，次级相当于开路，负载由滤波电容提供能量;当开关管截止时，初级绕组反极性，次级绕组同样也反极性使次级的整流二极管正向偏置而导通，初级绕组向次级绕组释放能量。次级在开关管截止时获得能量，这样，电网的干扰就不能经开关变压器直接偶合给次级，具有较好的抗干扰能力。开关变压器次级经快恢复二极管、高频滤波电解电容滤波后得到35VDC、12VDC、7VDC，其中7VDC经多功能集成电路IC03(上电复位、软件看门狗、

8、线性稳压)线性稳压后转换为5VDC供CPU等。 此外，开关电源还有一些保护的电路:在开关变压器初级T01(4-6)绕组上并联C17和MOS管Q01组成了钳位电路，吸收功率MOS管关断时开关变压器初级绕组(4-6)产生的反电势，保护功率MOS管不被击穿。这样，一方面可以使开关管工作在较安全的工作区内，减小开关管的截止损耗;另一方面则可以使输出端的开关尖峰电平大大降低。 第 6 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 四、电路关键性器件 本电路的关键性器件为:开关变压器T01、IC01、IC03和IC07 五、电源电路关键点的电气参数 电源变压器降压输出的参考

9、电压值 检测点位置 检测参考电压值 C10两端 35VDC C07两端 12VDC C08两端 7VDC C30两端 5VDC 六、检修方法 对电源电路的检修可以按照电源的走向来测或者逆向来检测,一是开关电源是否有5/7/12/35VDC输出;二是F02、F03及D02-D04是否击穿;三是IC01(2-3)是否击穿; 第三节 上电复位及开门狗电路 一、上电复位电路及开门狗电路概述 上电复位电路 在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时，电源会有一些不稳定的因素，为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此，在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。

10、上复位电路另一个作用是，监视正常工作时电源电压。若电源有异常则会进行强制复位。 复位输出脚输出低电平至少需要持续三个(12/fc s)或者更多的指令周期，复位程序开始初始化芯片内部的初始状态。等待接受输入第 7 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 信号(若如遥控器的信号等)。 开门狗电路 在控制系统中的作用是当CPU软件跑飞后，开门狗IC未检测到CPU输出的方波信号，就强行输出一低电平，使CPU复位，保证整机不误动作。 二、上电复位开门狗电路原理图 三、上电复位电路原理分析 上电时5V电源通过IC03(TA8000S)的8脚输入，7脚便可输出一个上升沿

11、，触发芯片的复位脚。 当CPU软件跑飞后，IC03的9脚未检测到CPU输出的方波信号，7脚便强行输出一低电平，使CPU复位。 四、上电复位电路的关键性器件 本电路所用到的关键性器件有:IC03(TA8000S) 。 五、上电复位电路关键点电气参数 第 8 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 IC03(TA8000S)的输出脚7脚的输出(稳定之后的输出)如下图所示: V 5 T 六、检修方法 上电复位电路是在电源正常的情况下，给单片机提供一个触发信号，但在检修时一般检测不到延时信号。可以用万用表检测输出脚在上电到稳定之后是否能达到规定的电压要求要求。复位

12、电路可能带来的问题是:室内机在接通电源之后无反应，系统无法正常启动和工作。 第四节 振荡电路: 一、振荡电路概述 振荡电路 在单片机系统中，为系统提供一个基准的时钟序列。 振荡信号犹如人的心脏，使单片机程序能够运行以及指令能够执行。以保证系统正常准确地工作。 二、振荡电路原理图 电路图如下所示: 第 9 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 三、振荡电路原理分析 振荡器的,脚和3脚分别接入CPU(TMP87CM40AF)的24脚和25脚，2脚接地。在单片机CPU(TMP87CM40AF)内部集成了两个高频滤波电容，分别连接到X30的1脚和3脚，并连接到地

13、。以消除振荡信号的高频杂波，为单片机提供一个8MHz的稳定时钟频率。 四、振荡电路的关键性器件。 本电路的关键性器件是振荡器。 五、振荡电路关键点电气参数 关键点参数参考如下: 1、振荡器2脚和1脚的参数(芯片的24脚) 其电气参数列表如下: 频率(f) 8 MHz 周期(T) 125 ns 第 10 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 平均值(V) 1.96 峰-峰值(V) 3.44 均方根值(V) 2.25 2、振荡器3脚和1脚的参数(芯片的25脚) 波形如下图所示: 其电气参数列表如下: 频率(f) 8 MHz 周期(T) 125 ns 平均值(

14、V) 2.19 峰-峰值(V) 4.40 均方根值(V) 2.64 六、检修方法 振荡电路的检修，除用示波器观察其两点的波形之外，一般用万用表检测其两点的电压也可解决。通电时检测芯片24脚和25脚的电压来判断。若振荡电路有问题，可能会引起的现象是:系统不能工作，或者遥控器不能遥控开机或者使用应急开关可能会有反应。 第五节 过零检测电路 第 11 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 一、过零检测电路概述 过零检测电路 在控制系统中为室内外串行半双工通讯提供时序基准信号。 二、过零检测电路原理图 三、过零检测电路原理分析 220VAC交流电经R13(82K

15、/2W)、D05降压整流输出一脉动的直流电，提供给光耦IC04，当IC04(1-3)的电压小于0.7V时，光耦不导通;而当IC04(1-3)的电压大于0.7V时，光耦导通。这样便可得到一个过零触发的信号。 D35起保护IC04的作用。 四、过零检测电路的关键性器件 本电路的关键性器件是:光耦IC04。 五、过零检测电路的电气参数 第 12 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 IC04(4)的输出波形。如图所示: (mv)864212(ms)电气参数如下: 测试点位置 IC04(4) 频率(f) 100 Hz 平均值(V) 0.3 峰-峰值(V) 5.2

16、 六、检修方法 检修过零检测信号最好的方法是依据以上提供的电气参数检测维修。但在没有示波器的情况下，可是使用万用表检测光耦IC04(4)的电压。如果过零检测信号有故障，可能会引起的问题是:室内外通信故障。 第六节 室内直流风机控制电路 一、室内直流风机控制电路概述 室内直流风机控制 室内风机是将室内空气经冷却的铝箔使室内空气的温度降低，而室内风机控制电路是控制室内风机风速依据环第 13 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 境条件或者设定风速而自动地调节调节风量既风机转数。 二、室内风机控制原理图 三、室内风机控制电路分析 本空调器室内风机是使用的直流电

17、动机。该直流电动机内置控制驱动IC(TP6520P、TD62064F)，与主板接口为35V驱动电源、5V控制电源、转数控制信号(模拟电压)、直流风机转数反馈方波信号。室内风速改变的原理是给直流电机提供0-5V电压来改变风速，单片机通过内部PWM发生器输出占空比可调矩形波，经C47滤波后转换为0-5V之间的模拟电压，供给直流电机内部控制驱动IC(TP6520P、TD62064F)控制电机转数，不同电压对应不同转数;电机运转的同时通过内置控制电路反馈转数信号(方波信号)到CPU(16)脚，CPU通过计算单位时间内的方波数，得到电机的实际转数，再与目标转数第 14 页 共 41页 KFR-25(28

18、、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 比较，根据转数差，调节CPU(15)脚PWM波占空比，改变转数控制电压，使其达到目标转数，有效准确地控制室内风机的风速。 四、室内风机控制电路的关键性元器件 本电路的关键性元器件为:C47。此器件的特点是将PWM波转变为0-5V模拟电压当。 五、检修方法 在本电路中，检修需注意是应先检查CN10(1-2)、CN10(2-5)电压是否为35V、5V;检查CN10(2-3)转数控制电压是否为0-5V之间的电压;检查CN10(2-4)转数反馈是否有方波信号，若无示波器可用万用表检查CN10(2-4)电压为0-5V之间的某个值。室内风机控制电路可能会引起的问

19、题是:一个是室内风机不运转，可参考上述检查，另外确认遥控器的开机设定以及温度传感器是否正常;另一个是室内风机开始运转，但一会儿便停止，请检查室内风机风速反馈信号;最后可能为直流电机内置控制驱动问题，需换电机。 第七节 步进电机控制电路 一、步进电机控制电路概述 步进电机控制电路 步进电机在控制系统中，主要是用来改变室内机出风的方向，以便吹到房间尽可能大的空间;或者是定位于某一个方向吹风。步进电机就是控制风门叶片的摆动角度的，本室内机控制风门叶片的两个步进电机为独立控制。 第 15 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 二、步进电机控制原理图: 三、步进电

20、机控制原理分析 步进电机的控制信号经单片机的3-6脚、7-10脚输出，再经驱动器IC31、IC32(TD62004F)驱动输出，分别控制两个步进电机的摆动。 四、电路关键性器件 本电路的关键性器件为IC31、IC32(TD62004F)，本器件的电气特征为一个反相驱动器，驱动电流达500mA，输入脚输出脚是一一对应的，(除8脚和9脚外)能提高输出的负载能力。 五、步进电机控制电路的电气参数 TD62004F的参考工作电压为DC12V。 第八节 空气清新电路 一、空气清新电路概述 第 16 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 空气清新电路 是控制电子集尘

21、器产生高压静电吸附空气中的灰尘，同时产生一定浓度的臭氧杀菌，让室内保持清新的空气。 二、空气清新电路原理图: 三、空气清新电路原理分析 磁性开关起保护作用，正常使用过程中面板关上，磁性开关闭和，电子集尘器可工作;维修或使用中无意打开面板时，磁性开关断开，电子集尘器不工作，也就不会产生高压电，保护用户。 当单片机的44脚输出一个低电平时(电子集尘器工作)，三极管Q35导通、光耦IC09(4-6)导通，输出低电平到CN33(3)，控制电子集尘器工作;当单片机的44脚输出一个高电平时，电子集尘器停止工作。 当电子集尘器发生故障时，会在CN33(4)生成-7V电压，光耦IC08导通、三极管Q33截止、

22、Q34导通集电极高电平变为低电平，输第 17 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 入CPU的46脚，CPU检测到46脚的低电平信号后，单片机的44脚输出一个高电平，关闭电子集尘器，同时空清指示灯闪烁。电子集尘器无故障时，三极管Q34截止集电极输出高电平。 元件R110-R112、Q36、D33组成电子集尘器过载过流保护，当电流大于0.45A时，三极管Q36断开，切断电子集尘器电源供应，使其停止工作。 四、空气清新电路关键性器件 本电路的关键性参数为IC08、IC09(TIP181)、Q33-Q36、D33。 五、空气清新电路的电气参数 当电子集尘器工作

23、时，三极管Q34截止集电极输出高电平，Q36导通。 当电子集尘器停止工作时，三极管Q34截止集电极输出高电平，IC09(4-6)导通。 当电子集尘器发生故障时，三极管Q34截止集电极输出低电平或Q36截止。 六、检修方法 若电子集尘器不工作或有故障，请依次检测光耦IC09(4-6)、Q36、磁性开关是否导通，CN33(2-4)是否有-7V电压产生。 第九节 温度传感器电路 一、温度传感器电路概述 室内机温度传感器 是用来检测室内环境温度、辅助蒸发器温度和盘管温度。给单片机提供一个温度信号，以便单片机进行检测，第 18 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考

24、 对压缩机频率、室外电子膨胀阀进行控制，对系统进行相关保护。 二、温度传感器原理图: 三、温度传感器电路原理分析 温度传感器为NTC元件，随着温度变化，温度传感器的阻值随之变化，经R86、R87和R94分压取样，通过C39、C40、C48滤波，给CPU(54-56)提供一随温度变化的电平值，供芯片内部AD采样。 四、温度传感器电路关键性器件 本电路的关键性元器件为:温度传感器。 五、温度传感器电路的电气参数 环境温度为25?时，温度传感器阻值为10K。 六、检修方法 在检修时，首先确认温度传感器的5V电源是否正常;再者确认传感器的提供给单片机的电平值是否正常。温度传感器可用固定电阻替代。 第十

25、节 EEPROM电路、显示驱动以及遥控接受电路 第 19 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 一、电路概述 显示驱动电路将空调器运行的状(如空清、定时、空清检查、健康除湿、运行状态)，传输给显示屏显示出来，空调有故障时也通过其检查代码。 EEPROM电路设定了一些空调器运行状态的参数(如风速的设定，步进电机的摆动角度、温度、故障代码、压缩机的频率等)，并通过EEPROM与单片机和显示进行数据交换。 遥控接受电路接收遥控器发出的指令，指示空调按用户的要求工作，同时和显示结合检查故障代码。 应急按键电路接收紧急情况下开关机及强制制冷使用。 二、电路原理图:

26、 第 20 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 三、电路原理分析 显示电路为5个普通发光二极管驱动电路，利用CPU输出管脚漏极开路所具有的灌电流大的特点，采用CPU直接驱动发光二极管;应急按键电路有效时输入CPU高电平，无效时为低电平。 EEPROM和CPU(39-40)数据传输公用数据线SDA和时钟线SCL，进行数据的读写。遥控器发出的指令通过显示板上的遥控接收头解码后传送给CPU，经R67输入的芯片的43脚(遥控接受)。 四、电路关键性器件 本电路的关键性元器件为:EEPROM-IC12(BR24C02F)、遥控接收头IC100。 五、电路的电气参

27、数 六、检修方法 第二章 通讯电路 第一节 通讯电路 一、通讯电路概述 通讯电路 是室内机与室外机进行通讯的通道。其电路的工作方式是半双工串行通讯，物理层为强电载体，抗干扰能力强。室内的信息通过它传到室外，反之亦然，协调双方的工作。 二、通讯电路原理图: 第 21 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 三、电路原理分析 通讯电路采用220VAC交流电载波方式，具有抗干扰能力强的特点。由于采用交流电载波,所以需要过零电路产生交流电的过零信号(电路分析如前所述);通信波形及过零信号如下图: 当交流电处于负半波，既零线电位大于火线电位，允许室内向室外发送信号(

28、室内发送、室外接收)。室内CPU(62)发出高电平信第 22 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 号，经IC31(7-10)反向后，光耦IC05(1-2)导通，IC05(4-5)导通，室内信号通过IC05、室内外通信线、二极管D500、R503、光耦IC500(1-2)，使光耦IC500(3-4)导通，将室内信号传输到室外CPU(47)。 当交流电处于正半波，既火线电位大于零线电位，允许室外向室内发送信号(室外发送、室内接收)。室外CPU(48)通过光耦IC501、通信线、光耦IC06，将室外信号传输到室CPU(61)。 四、电路关键性器件 本电路的关

29、键性器件为:TLP741J(IN05、IC501)、TLP181(IC06)、TLP621(IC500)。 五、电路的电气参数 本电路的电气参数为:电源220VAC;信号线和零线之间的电压在0-220VAC之间变化。 六、检修方法 检查通讯电路的输入输出信号是否正常;也可用万用表测试其零线与信号线之间的直流电压是否在有规律地波动以确认室内发送信号正常。然后，在确认室外是否向室内发送信号。 第三章 室外机部分 第一节 电路原理图 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器室外机的电路原理图如下所示:第 23 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 第 24

30、页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 第 25 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 第二节 开关电源电路 一、开关电源电路概述 开关电源 通过将交流电AC220V转换为直流电300VDC,又将直流电转换为控制电路所需的直流电(5V/7V/12/15V)。开关电源电路为室外机工作提供稳定的电源。 二、开关电源原理图: 三、开关电源电路原理分析 电源(开关电源)电路 :交流电源220V经EMI滤波电路(由第 26 页 共 41页 KFR-25(28、40)GW/BQ空调器印刷电路板检修参考 L01、L02和C07、C

31、08组成)后到整流桥堆DB01，转换为300VDC经电容C11-C14滤波后供给开关变压器，经开关变压器的绕组1614加到开关电源控制IC(IC101)的3号管脚，该集成电路为整个开关电源的核心，内含一个功率MOS管、100KHz的方波发生器及占空比调整电路;输出电压(12V)采样及反馈回路由IC137和IC102组成，通过对输出电压12VDC采样，调节光耦IC102的输出电流，控制IC101的第1脚达到调节100KHz的方波发生器的占空比，控制IC101内部MOS管的导通时间，从而稳定输出电压;开关变压器的绕组12为偏置绕组，为光耦IC102提供电源。 该开关电源为反激式开关电源，当IC101内部MOS开关管导通时，能量全部存储在开关变压器的初级，次级整流二极管未能导通，次级相当于开路，负载由滤波电容提供能量;当开关管截止时，初级绕组反极性，次级绕组同样也反极性使次级的整流二极管正向偏置而导通，初级绕组向次级绕组释放能量。次级在开关管截止时获得能量，这样，电网的干扰就不能经开关变压器直接偶合给次级，具有较好的抗干扰能力。开关变压器次级经快恢复二极管、高频滤波电解电容滤波后得到5路15VDC、12VDC、7VDC，其中