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海信KFR-26GW/77ZBP变频空调电路原理与分析

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发表于 2019-10-15 09:52:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
海信KFR-26GW/77ZBP系列是一款较新型的直流变频空调器,本文对该机的电控驱动系统进行分析介绍,供参考。
一、室内机电控系统
1.电源和过零检测电路
AC220V市电经电源变压器T1降压输出AC12V,经D1-D4桥式整流、D5隔离、C40高频滤波、C4平滑滤波后,再经7805稳压及C5、C27滤波后输出稳定的5V电压,为电控系统、检测电路和单片机供电。电源和过零检测电路图见图1所示。

过零检测电路在系统中的作用有如下两个方面:一是用于控制室内风机的风速;另一个方面是检测供电电压有无异常。将检测点取在隔离二极管D5之前,是为了能准确地检测到未经平滑的过零点。从该点输出的100Hz的脉动直流电,经R2和R3分压提供给Q1,当Q1的基极电压小于0.7V时,Q1不导通;而当Q1的基极电压大于0.7V时,Q1导通。这样便可得到一个过零触发的信号。此信号传送给单片机,作为电源检测和风机调整的基准。

2.上电复位电路
上电复位电路是在电源上电时延时输出,或在正常工作时电压异常或发生干扰时给芯片输出复位信号。此外,在正常工作时监视电源电压。这些都是消除电源的一些不稳定因素给芯片带来不利的影响。芯片复位之后,执行一段复位程序对芯片各个端口进行初始化,之后准备接受输入信号。
5V电源通过HT7044A②脚输入,①脚便可输出一个上升沿,触发芯片的复位脚。电解电容C26是调节复位延时的时间。

3.室内风机控制电路
室内风机控制电路依据环境条件而自动地调节控制室内风机的风速。电路见图3所示。
CPU通过交流电零点的检测,输出风机驱动(即芯片的39脚)延时触发脉冲,延时的长短决定了室内风机的风速。
通过风机转速的反馈(即芯片⑨脚)检测风机运转的状态,以便准确地控制室内风机的风速。

4.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口的方向和开度。
步进电机的转动与停止以及转动的角度,是由CPU的23、24、25、26脚输出4组相序不同的脉冲信号,分别输入到U3(ULN2003)②、③、④、⑤脚,经反相后由U3 15、14、13、12输出控制步进电机。

5.温度传感器电路
室内温度传感器,用来检测室内温度和盘管温度。给单片机提供当前温度信号,以便进行自动的温度调节。
温度传感器的阻值随温度变化而变化,经R2(14.7k)和R30、R31(10k)分压取样,提供一随温度变化的电平值,输入至CPU 19、20脚供芯片检测,并经过CPU的A/D转换检测出当前的温度。

6其他电路(如EEPPOM电路、显示屏信号传输电路以及遥控接收电路)
芯片运行的一些状态参数通过EEPROM进行数据交换(如风速的设定,步进电机的转动等)。
EEPROM通过两条数据线SI和SO,另外一条时钟线SCK与主芯片进行数据交换。
显示屏是用来显示空调器的运行状态的,如:制冷/制热、室内与室外的温度显示等。
通过串行通信的方式与室内机控制板进行通信,接收显示信息,驱动LED显示空调运行状态。


二、室外机电控系统
1.开关电源电路
本电路为反激式开关电源(电路图见图4所示),其稳压方式采用脉宽调制方式,其特点是内置振荡器。开关频率固定为60kHz,通过改变脉冲宽度来调整占空比。因为开关频率固定,因此为其设计滤波电路相对方便一些,但是受功率开关管最小导通时间限制,输出电压调节范围不宽;另外输出端一般要接预负载,防止空载时输出电压升高。
交流220V经硅桥整流、滤波输出约300V电压,分两路送至开关振荡电路;一路经开关变压器的绕组加到IC1内的开关管的漏极D上;另一路接开关管源极S。由于高频开关变压器T1初级绕组与次级绕组、反馈绕组极性相反,IC1的开关管导通时,能量全部存储在开关变压器的初级,次级整流二极管D3、D4未能导通,次级相当于开路;当开荚管截止时,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,开关变压器的次级便得到所需的高频脉冲电压。经脉冲整流、滤波、稳压后送给负载。初级副绕组经二极管D2、电阻R2、电容E1滤波后接IC1的控制端为开关管提供偏置电源。次级反馈采用由TL431组成的精密反馈电路,+12V电源经R8、R9分压后的取样电压,与TL431中的2.5V基准电压进行比较后产生误差电压,再经光耦去控制反馈电流,改变功率开关管的输出占空比,来维持输出的+12V稳定。
由于采用这种反激式开关方式,电网的干扰就不会经开关变压器直接耦台给次级,具有较好的抗干扰能力。
此外,开关电源电路还有一些保护电路:由于开关管在关断时,高频变压器漏感产生的尖峰电压会叠加到电源上,损坏功率开关管。因此,在开关变压器初级绕组上增加钳位保护电路(由稳压二极管ZD1和快速二极管D1组成了缓冲电路)。

2.上电复位电路(在IPM板上)
本电路由R402(47k)和E401(2.2uF)组成的阻容上电复位电路,通过对电容E401充电将电平拉低,给CPU提供复位所需时间。

3.电压检测电路(在IPM板上,电路略)
电压检测电路是用来检测供电电压是否异常,是否在工作电压范围之内,或在运行时电压是否出现异常的波动等。该电路由R301-R303(182kx3)、R304(5.1k+1%)相R305(5.1k+1%)串联,分压输出。
室外机中的交流220V电压经硅桥整流、滤波后输出到IPM漠块的P端(串联电阻的R301)、N端,电压检测电路从直流母线的P端通过电阻进行分压,从R305取出检删电压输送至CPU 37脚,进而对交流供电电压进行判断。输人电压由AC176V-260V变化时,取样电压由DC2.28V相应变化至DC3.37V。

4.电流检测电路(电路略)
电流检测电路是用来检测压机供电电流的。保护压机不致在电流异常时损坏压机。
当交流电通过互感器时,电流互感器CT1感应出电流信号,经D6、D7、D8、D9整流出一直流信号,经R21、R22、R23分压,E15滤波之后,输入到芯片⑧脚。

5.室外风机四通阀控制电路
此电路是控制空调器的风机和四通阀,调节室外的风速以及制冷/制热的切换。
CPU输出脚输出高电平(4.8V左右),经反相器IC3(ULN28003)在相应的12脚、14脚输出低电平触发室外风机、四通阀控制继电器动作,进而控制风机运转及四通阀转换动作。

6.温度传感器电路
温度传感器电路是用来检测室外环境温度、系统的盘管温度、排气温度、和过载保护电路。温度传感器电路的原理图见图5所示。
随上述部位温度的变化而阻值亦随之变化,经电阻R12、R13、R14分压取样E7、E8、E9滤波之后输入到CPU芯片相应的管脚,进行MD转换后进行相应控制。

7.通讯电路
通讯电帑是室内机与室外机通讯的通道。通过电源零线和相线进行半双工串行通讯。
电路原理图如图6所示。

8.故障显示
空调器在开机状态下,按应急按钮5秒钟以上,空调器进行故障报警和显示故障代码。故障代码和故障内容见附表所示。并分别显示室内温度(室内故障)、至外温度(室外故障)位置,闪烁频率1Hz。


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