变频空调微电脑控制电路结构

变频空调微电脑控制电路比定频空调复杂很多，并具有故障自诊断和保护功能，通过指示灯的闪烁或显示屏显示故障代码的方式表现出来。广大社会维修员没有厂家技术支持、资料匮乏、配件不齐，维修难度很大，甚至会有无从下手的感觉。　　实际上，变频空调的微电脑控制电路还是有规律可循的，只要掌握了微电脑控制电路的基本结构，根据变频空调的工作原理和保护电路的设计原理进行分析，即使不了解故障代码的含义，也能检修，事半功倍。
　　
　　虽然各款变频空调所采用的芯片不同，电路各异，但其微电脑控制电路结构基本相同，将其简化成基本结构图参见下图。为了简单明了地掌握变频空调控制电路，不妨将室内、外机控制电路都分成输入和输出两部分来进行分析。
　　1．输入电路部分
　　
　　(1) 供电电路在变频空调微电脑控制电路中，不论室内机还是室外机的微处理控制电路主要的工作电源都是+5V和+12V。这两组电压由室内、外机的开关电源电路分别提供（也有部分机型是采用工频变压器，将220V市电变压得到13.5V和9V左右的交流电，经整流滤波后得到不稳定的直流电压，再经稳压电路得到稳定的+12V和+5V电源电压）。其中要求+5V是稳定而平滑的直流电；而对+12V的要求相对低一些，一般在9V～16V之间都可以正常工作。有正常的电源电压供给，是微电脑控制电路正常工作的必备条件，所以在检修微电脑控制电路时，首先就应对这两个电源电压进行检测（注：检测电源电压时，不要忽视地线，防止地线铜膜腐蚀）。
　　同时，外机的变频模块还需要+300V直流电源，这个电源由大功率整流桥堆进行整流，大容量电容滤波后提供（注：很多变频空调的室外机开关电源电路也是由该电路提供+300V的工作电压）。在拆卸或检测该滤波电容时，由于电容容量很大，断电后会有残留电压存在，所以一定要对其进行放电，防止被电击或损坏仪表。
　　(2)复位复位电路在微电脑控制系统中的作用是启动微处理器，在电源上电以及正常工作下，电压异常或干扰时，电源会不稳定，给微处理器工作的稳定性可能带来严重的影响。复位电路就是在电源上电时，延时给微处理控制芯片输入一个复位信号，使其内部程序进行复位。同时复位电路用来监视正常工作时的电源电压，一旦电源有异常时就会进行强制复位。在变频空调的复位电路中，一般采用一枚3脚IC(一般为①脚电源电压输入，②脚接地，③脚复位电压输出)来完成。
　　(3)晶体振荡器为了微处理器控制芯片能有条不紊地协同工作，就必须要有一个基准时钟序列信号，这个工作由晶体振荡器和微处理器芯片的内部电路共同来完成。当时钟信号不正常时，微处理器表现为没有任何反应或程序混乱。
　　(4)遥控信号输入电路普遍采用的是三端红外线接收器接收遥控信号，并转换成微处理器能识别的电压信号，通过阻容元件送到微处理器控制芯片内部电路。该电路的常见故障是接收头不良，更换即可。
　　(5)应急开关用来在遥控器丢失或检修时使用（部分空调的应急开关还有测试功能），但空调工作模式由当时的环境温度来决定。一般环境温度在23℃以上，空调进入制冷状态；低于23℃时，空调则进入制热状态。
　　(6)交流电检测电路又称过电压、欠压保护电路。通电后微处理器通过相关电路对市电进行检测，市电低于或高于正常工作电压时，进入保护状态。
　　(7)AC过零检测电路主要作用是检测交流电的相位，使相关电路元件能有序地工作，主要是PG 电动机控制电路和通信电路。PG电动机控制电路一般以晶闸管为主组成，为了保护晶闸管，就必须在交流电零点附近导通，所以需要对交流电进行零点检测。同时室内外机通信是通过交流电电源载波，在正半周室内机接收信号，在负半周室内机发送信号的方式来实现，为了室内外机通信能有序进行，通信电路必须要进行交流电的相位检测，才能准确判断交流电的相位，这样微处理控制芯片才能判断是该接收信号还是该发送信号。
　　(8)室内环境温度、室内盘管温度、室外环境温度、室外盘管温度等检测电路空调该以何种状态进行工作（制冷或制热、 压缩机工作频率、风扇电动机转速等），一方面取决于用户输入的遥控操作指令，另一方面取决于温度检测电路检测到的参数。温度检测电路一般采用电阻与温度传感器后，接在+5V与地之间，对+5V电压进行分压。当温度变化时，温度传感器阻值就会变化，从而分压得到的电压随之变化，这个随温度变化而变化的电压，通过电阻传递给微处理控制芯片，微处理控制芯片据此判断当前的各点温度情况。若温度检测电路异常，往往会出现保护性停机，如果温度传感器开路，会出现开机即保护的状态。常见的故障为：相关温度传感器性能不良（阻值偏离）、接插件松脱或断路。
　　(9)风扇堵转检测或PG反馈电路在很多中高档空调中，采用的是直流风扇电动机（PG电动机），当其因某种原因引起风扇不转动时，微处理控制电路通过检测电路反馈回堵转信号，微处理控制芯片得到该信号后保护性停机。PG反馈电路的作用是为了让风扇电动机的转速达到设计的转速，需要对PG电动机的转速进行监测，以精确控制室内机风扇电动机的转速。当电动机转动时，电动机内部的霍尔元件会产生一个脉冲信号，反馈回微处理器，微处理器通过反馈的每秒内的脉冲数来判断风扇电动机的转速。若微处理器接收不到反馈信号，就判断为风扇电动机异常，并保护性停机。
　　(10)AC电流检测在室外机的相线上，串接有一只电流互感器，用来监测室外机的电流情况，当电流过高或过低时，微处理器将发出保护停机指令，防止因电流过高或过低而损坏压缩机甚至空调整机。引起电流保护的常见情况主要有：变频模块工作异常；压缩机有故障导致电流过大；电流检测电路本身有问题（常见的为电流互感器开路、调节灵敏度的可调电阻不良等）。
　　(11)压缩机保护专门对压缩机进行保护，一般从变频模块上取出反馈信号，返回微处理器控制芯片。
　　(12)高、低压保护用来监测压缩机工作时排气管和回气管的高、低压压力，当压力偏离设计值时，微处理器控制芯片判定系统缺少 制冷剂或系统堵塞、热交换不良等，从而发出停机指令。
　　(13)测试开关外机的测试开关，用来测试室外机的工作性能，也用来在维修时将压缩机设定为定频运行模式，以便检测制冷剂量或添加制冷剂等操作。
　　2．输出电路部分
　　
　　(1)风扇电动机驱动信号该电路常见的电路由微处理器控制芯片发出指令，通过驱动器驱动后，控制相应的继电器吸合或断开（直流电动机一般采用的是可控硅或光耦晶闸管来控制调速），从而达到是否运转以及转速的选择。
　　(2)步进电动机驱动（仅室内机采用）该电路的控制原理与风扇电动机驱动信号的工作原理基本相同。
　　(3)室外机电源控制信号（室内机控制电路上）定频空调的室内机微电脑控制电路通过对压缩机、四通阀、风扇电动机电源的控制来实现对室外机的控制，而变频空调的外机也有微电脑控制电路，所以这些功能全部由室外机控制电路来实现。所以在空调上电而没有开机时，室外机不需要上电，这样保证室外机安全，同时也能更省电（减小待机电流）。控制过程是微处理器控制芯片输出离低电平，通过驱动器去控制一枚继电器，从而实现室外机电源的控制。
　　(4)蜂鸣器、指示灯或显示屏控制电路蜂鸣器是空调在接收到输入信号后，以一种人为能感观的方式来表示空调已经接收到指令，这样操作空调时才不会重复进行操作而使空调产生错误动作，具体表现为空调接收到遥控信号时，蜂鸣器发出一声呜叫，表示已经接收到信号。而指示灯（或显示屏）是用来反应空调实时工作状态，当空调进入保护性停机后，指示灯还能通过不同的亮灭、闪烁来显示故障代码。一般蜂鸣器和指示灯由微处理芯片直接控制，而显示屏却往往还需要专门的驱动芯片来控制，微处理器与控制芯片之间，常常采用总线控制。
　　(5)四通阀、电子膨胀阀控制信号（仅室外机）这些控制是微处理器控制芯片输出高低电平信号，通过驱动器反相放大后，控制相应的元件动作。
　　(6)变频驱动信号从微处理器控制芯片输出6路变频驱动信号，经相应电路处理后（多数采用光电耦合器），送到变频模块，去控制变频模块的工作状态，从而改变压缩机的工作频率（对于直流压缩机，则是改变供给压缩机的电压高低）。该电路比较复杂，但由于是6路输出，且每2路为一相，也即是有3路电路是完全相同的，另3路完全相同，检修时可以互相对比进行判断