一、開關電源電路原理圖

格力變頻空調30148240主板開關電源電路芯片采用P1027P65(U121)，如下圖所示。

上電后，AC220V經整流濾波后輸出+310V直流電，通過開關變壓器T121的①-②繞組加到U121的⑤腳，U121內部的振蕩電路起振，內部的MOSFET管工作于開關狀態，當MOSFET管導通時，T121的①-②繞組儲能；當MOSFET管截止時，T121各繞組的感應電壓極性反轉，整流二極管D123~D125導通，,輸出+5V、+12V、+15V電壓。

二、電路維修要點

1、圖中A、B、C、D點電壓是判斷電路是否正常的關鍵點：

A點是電源芯片U121③腳的過欠壓保護檢測點，正常電壓0V~4V，當此腳電壓小于0V或大于4V時芯片保護；

B點是直流母線電壓檢測點，正常值約為1.91V。當此點輸出低電平時，會顯示故障代碼“PL”(直流母線電壓過低保護)，若此點電壓過高時，會顯示故障代碼“PH”(直流母線電壓過高保護)；

C點正常電壓是7.9V~8.9V，該電壓是芯片的供電端，U121有(1)腳外接二次供電回路，若二次供電回路中斷，會造成①腳電壓不夠，指示燈閃爍，主板上的5V電壓及CPU的+3.3V供電波動；

D點電壓穩定在2.5V左右。

2、若電阻R122、R127、R126阻值變小，會引起檢測點電壓升高；反之，會引起檢測點電壓降低；R123阻值變大，則電壓升高；R123阻值變小，則電壓降低。

3、C1214、D121及R141、R143~R145組成的尖峰電壓吸收回路，主要是保護電源芯片的安全。若D121開路，易導致U121過壓損壞。若發現U121炸裂，則需檢查尖峰電壓吸收電路。

三、常見故障維修實例

例1：一塊30148240主板用檢測儀測試，顯示故障代碼"PL”(直流母線電壓過低保護)。

分析檢修：根據故障代碼分析，判斷故障出在直流母線電壓檢測電路中。上電，測得CPU的29腳電壓為0V，而正常值約為1.91V。檢測電阻R201、R203，發現已開路，換新后故障排除。

例2：一塊30148240型主板通電后主板上的三個指示燈不停地閃爍。

分析檢修：根據現象分析，懷疑U121的二次供電回路不正常。該電源芯片二次供電回路由T121的③-④繞組、整流二極管D122，濾波電容C122、限流電阻R124等元件組成。正常時，U121的①腳電壓約為8.5V。

開機，測量U121的①腳電壓為0V，明顯異常。測量C122兩端電壓仍為0V，判斷D122開路或擊穿，但實測D122正常。繼續檢查，發現T121的③-④繞組已開路。換新后故障排除。

例3：用檢測儀模擬室內機并啟動室外機主板，檢測儀顯示故障代碼“E6”。

分析檢修：檢測儀顯示故障代碼“E6”，而“E6”的含義是表示通訊故障，顯然故障出在室外機主板上。首先測量+310V電壓正常，但開關電源輸出的+5V、+12V、+15V均為0V，這說明開關電源未工作。測量U121的供電端及各檢測端電壓，發現U121的③腳電壓為5.1V，已高于過壓保護閾值。經查，電阻R123的阻值已由18kΩ增至50kΩ，更換R123后試機，故障排除。

直流變頻空調器室外機電路(一）

本章以格力KFR-32GW/(32556)FNDe-3直流變頻空調器室外機為基礎，介紹室外機電控系統的組成和單元電路作用等。如本章中無特別注明，所有空調器型號均默認為格力KFR 32GW/ (32556) FNDe-3.

第一節基礎知識

一、電控系統組成

圖7-1為室外機電控系統電氣接線圖，圖7-2為室外機電控系統實物外形和作用(不含壓縮機、室外風機、端子排等)。

從圖7-2可以看出，室外機電控系統由主板(AP1) 、濾波電感(L)、壓縮機、壓縮機頂蓋溫度開關( 壓縮機過載)、室外風機(風機)、四通閥線圈(4YV) 、室外環溫傳感器(環境感溫包)、室外管溫傳感器(管溫感溫包)壓縮機排氣傳感器(排氣感溫包)、端子排(XT)組成。

二、主板插座和電子元器件

1.主板插座

表7-1為室外機主板插座明細，圖7-3為室 外機主板插座實物圖，插座引線的代號以英文字母表示。由于將室外機CPU和弱電信號電路及模塊等所有電路均集成在1塊主板，因此主板的插座較少。

室外機主板有供電才能工作，為其供電的有電源L端輸入、電源N端輸入、地線3個端子;為了和室內機主板通信，設有通信線;由于輸入部分設有室外環溫傳感器、室外管溫傳感器、壓縮機排氣傳感器、壓縮機頂蓋溫度開關，因此設有室外環溫-室外管溫-壓縮機排氣傳感器插座、壓縮機頂蓋溫度開關插座;直流300V供電電路中設有外置濾波電感，外接有濾波電感的2個插頭;輸出負載有壓縮機、室外風機、四通閥線圈，相對應設有壓縮機對接插頭、室外風機插座、四通閥線圈插座。

2.主板電子元器件

表7-2為室外機主板電子元器件明細，圖7-4為室外機主板電子元器件實物圖，電子元器件以阿拉伯數字表示。

3.單元電路作用

圖7-5為室外機主板電路框圖，由框圖可知，主板主要由5部分電路組成，即電源電路、輸入部分電路、輸出部分電路、模塊電路、通信電路。

(1)交流220V輸入電壓電路

該電路的作用是過濾電網帶來的干擾，以及在輸入電壓過高時保護后級電內機進行通信，并對負載進行控制。

(2)存儲器電路

該電路的作用是存儲相關參數和數據，供CPU運行時調取使用。其主要元器件為存儲器(22)。

(3)傳感器電路

該電路的作用是為CPU提供溫度信號。室外環溫傳感器檢測室外環境溫度，室外管溫傳感器檢測冷凝器溫度，壓縮機排氣傳感器檢測壓縮機排氣管溫度。

(4)壓縮機頂蓋溫度開關電路

該電路的作用是檢測壓縮機頂部溫度是否過高，主要由頂蓋溫度開關組成。

(5)電壓檢測電路

該電路的作用是向CPU提供輸入市電電壓的參考信號，主要元器件為電壓取樣電阻(28)。

(6相電流檢測電路

該電路的作用是向CPU提供壓縮機的運行電流和位置信號，主要元器件為模塊電流取樣電阻(27) 和相電流放大集成電路(23) 。

(7) PFC電路

該電路的作用是提高電源的功率因數以及直流300V電壓數值，主要由PFC取樣電阻(26)、PFC取樣集成電路(24)、PFC集成電路(29) 、快恢復二極管(8)、IGBT開關管(9)、濾波電容(10) 等組成。

(8)通信電路

該電路的作用是與室內機主板交換信息，主要元器件為降壓電阻(32) 、濾波電容(33) 、穩壓二極管(34)、發送光耦合器(35) 和接收光耦合器(36)。

(9)指示燈電路

該電路的作用是指示室外機的狀態，主要由發光二極管(31) 和晶體管組成。

(10)主控繼電器電路

該電路的作用是待濾波電容充電完成后主控繼電器觸點閉合，短路PTC電阻。 驅動主控繼電器線圈的元器件為2003反相驅動器(30) 和主控繼電器(6)。

(11)室外風機電路

該電路的作用是控制室外風機運行，主要由反相驅動器、室外風機電容(13)、室外風機繼電器(12)和室外風機等元器件組成。

(12)四通閥線圈電路

該電路的作用是控制四通閥線圈的供電與失電，主要由反相驅動器、四通閥線圈繼電器(14) 、四通閥線圈等元器件組成。

(13) 6路信號電路

6路信號控制模塊內部6個IGBT開關管的導通與截止，使模塊輸出頻率與電壓均可調的模擬三相交流電，6路信號由室外機CPU輸出。該電路主要由CPU和模塊(11)等元器件組成。

(14)模塊保護電路:

模塊保護信號由模塊輸出，送至室外機CPU，該電路主要由模塊和CPU組成。

(15)模塊相電流保護電路

該電路的作用是在壓縮機相電流過大時，控制模塊停止工作，主要由模塊保護集成電路(25)組成。

(16)模塊溫度反饋電路

該電路的作用是使CPU實時檢測模塊溫度，信號由模塊輸出至CPU。

直流變頻空調器室外機電路 （二）

第二節直流300V電路和開關電源電路

一、直流30oV電路

圖7-6為直流30oV電壓形成電路原理圖，圖7-7為主板的正面實物流程，圖7-8為主板的反面實物流程。

1.交流輸入電路

壓敏電阻RV3為過電壓保護元件，當輸入的電網電壓過高時被擊穿，使前端15A熔絲管FU101熔斷進行保護; RV2、TVS2組成防雷擊保護電路，TVS2為放電管; C100、 L1交流濾波電感、C1o6、C107、C104、C103、C105組成交流濾波電路，具有雙向作用，既能吸收電網中的諧波，防止對電控系統的干擾，又 能防止電控系統的諧波進入電網。

2.直流30oV電壓形成電路

直流300V電壓為開關電源電路和模塊供電，而模塊的輸出電壓為壓縮機供電，因而直流30oV電壓也間接為壓縮機供電，所以直流30oV電壓形成電路工作在大電流狀態。主要元器件為硅橋和濾波電容，硅橋將交流220V電壓整流后變為脈動直流30oV電壓，而濾波電容將脈動直流300V電壓經濾波后變為平滑的直流300V電壓為模塊供電。

交流輸入22oV電壓中棕線L相線經FU101熔絲管、交流濾波電感L1，由PTC電阻RT1和主控繼電器K1觸點組成防大電流充電電路，送至硅橋的交流輸入端，藍線N零線經濾波電感L1直接送至硅橋的另1個交流輸入端，硅橋將交流220V整流成為脈動直流電，正極輸出經外接的濾波電感、快恢復二極管D203送至濾波電容Co202和Co203正極，硅橋負極經電阻RS226連接電容負極，濾波電容形成直流300V電壓，正極送至模塊P端，負極經電阻RS302、RS303、 RS304送至模塊的3個N端下橋(N∪、Nv、Nw)，為模塊提供電源。

3.防大電流充電電路

由于為模塊提供直流300V電壓的濾波電容容量通常很大，如本機使用2個68oμF電容并聯，總容量為1360μF，上電時如果 直接為其充電，初始充電電流會很大，容易造成空調器插頭與插座間打火或者斷路器跳閘，甚至引起整流硅橋或15A供電熔絲管損壞，因此變頻空調器室外機電控系統設有延時防瞬間大電流充電電路，本機由PTC電阻RT1、主控繼電器K1組成。

直流300V電壓形成電路工作時分為2個步驟，第①步為初始充電，第②步為正常工作。

(1)初始充電

圖7-9為初始充電時的工作流程。

室內機主板主控繼電器觸點閉合為室外機供電時，交流220V 電壓N端直接送至硅橋交流輸入端，L端經熔絲管FU101、交流濾波電感L1、延時防瞬間大電流充電電路后，送至硅橋的交流輸入端。

此時主控繼電器K1觸點為斷開狀態，L端電壓經PTC電阻RT1送至硅橋的交流輸入端，PTC電阻為正溫度系數的熱敏電阻，阻值隨溫度上升而上升，剛上電時充電電流使PTC電阻溫度迅速升高，阻值也隨之增加，限制了濾波電容的充電電流，使其兩端電壓逐步上升至直流300V,防止了由于充電電流過大而損壞整流硅橋的故障。

(2)正常運行

圖7-10為正常運行時的工作流程。

濾波電容兩端的直流30oV電壓一路送到模塊的P、N端子，另一路送到開關電源電路，開關電源電路開始工作，輸出支路中的其中一路輸出直流5V電壓，經3.3V穩壓集成電路后變為穩定的直流3.3V，為室外機CPU供電，CPU開始工作，其(37)腳輸出高電平3.3V電壓，經反相驅動器放大后驅動主控繼電器K1線圈，線圈得電使得觸點閉合，L端相線電壓經觸點直接送至硅橋的交流輸入端，PTC電阻退出充電電路，空調器開始正常工作。

二、開關電源電路

1.作用

本機使用集成電路型式的開關電源電路，其也可稱為電壓轉換電路，就是將輸入的直流30oV電壓轉換為直流12V、5V、3.3V為 主板CPU等負載供電，以及轉換為直流15V電壓為模塊內部控制電路供電。圖7-11為室外機開關電源電路框圖。

2.工作原理

圖7-12為開關電源電路原理圖。

(1)直流3ooV供電

交流濾波電感、PTC電阻、主控繼電器、硅橋、濾波電感和濾波電容組成直流300V電壓形成電路，輸出的直流300V電壓主要為模塊P、N端子供電，同時為開關電源電路提供電壓。

模塊輸出供電，使壓縮機工作，處于低頻運行時模塊P、N端電壓約直流300V;壓縮機如升頻運行，P、N端子電壓會逐步下降，但同時本機PFC電路開始工作，提高直流300V電壓數值至約為330V，因此室外機開關電源電路供電為直流300V左右。

(2) P1027P65引 腳功能

開關電源電路以P1027P65開關振蕩集成電路( 主板代號U121)為核心，雙列8個引腳設計，引腳功能見表7-3，其內置振蕩電路和場效應開關管，振蕩開關頻率固定，通過改變脈沖寬度來調整占空比。其采用反激式開關方式，電網的干擾就不能經開關變壓器直接耦合至二次繞組，具有較好的抗干擾能力。

表7-3 P1027P65引腳功能

U121的③腳為電壓檢測引腳，見圖7-13右圖， 當引腳電壓高于4V時或等于oV時，均會控制開關電源電路停止工作。

電壓檢測電路的原理是對直流3ooV進行分壓，上分壓電阻是R122、R127、R126，下分壓電阻是R123，R123兩端即為U121的③腳電壓，U121根據③腳電壓判斷直流3ooV電壓是否過高或過低，從而對開關電源電路進行控制。

圖7-13 300V供電-電源和電壓檢測電路

(6)輸出負載

U121內部開關管交替導通與截止，開關變壓器二次繞組得到高頻脈沖電壓，在6-8、5-8、 7-8端輸出，其中⑧腳為公共端地，實物圖見圖7-14左圖。

6-8繞組經D124整流、C125 和C1217濾波，成為純凈的直流15V電壓，為模塊的內部控制電路和驅動電路供電。

5-8繞組經D125整流、C1211和C102濾波，成為純凈的直流12V電壓，為反相驅動器和繼電器線圈等電路供電。

7-8繞組經D123整流、C1210、C1220、 Co1、Co204濾波，成為純凈的直流5V電壓，為指示燈等弱電電路和3.3V穩壓集成電路供電。

(7)穩壓控制

穩壓電路采用脈寬調制方式，由分壓電阻、三端誤差放大器U125 (TL431)、光耦合器U126和U121的④腳組成。取樣點為直流5V和直流15V電壓，R146為下分壓電阻，5V電壓的上分壓電阻為R149和R121，15V的上分壓電阻為R148和R147，2路取樣原理相同，以5V電壓為例說明，實物見圖7-14右圖。

如因輸入電壓升高或負載發生變化引起直流5V電壓升高，上分 壓電阻( R149和R121)與下分壓電阻(R146) 的分壓點電壓升高，U126 (TL431) 的①腳參考極(R)電壓也相應升高，內部晶體管導通能力加強，TL431的③腳陰極(K)電壓降低，光耦合器U126初級兩端電壓上升，使得次級光敏晶體管導通能力加強，U121的④腳電壓上升，U121內部電路通過減少開關管的占空比，開關管導通時間縮短而截止時間延長，開關變壓器存儲的能量變小，輸出電壓也隨之下降。

如直流5V輸出電壓降低，TL431的①腳參考極電壓降低，內部晶體管導通能力變弱，TL431的③腳陰極電壓升高，光耦合器U126初級發光二極管兩端電壓降低，次級光敏晶體管導通能力下降，U121的④腳電壓下降，U121通過增加開關管的占空比，開關變壓器存儲能量增加，輸出電壓也隨之升高。

3.3.3V電壓產生電路

本機室外機CPU使用3.3V供電，而不是常見的5V供電，因此需要將5V電壓轉換為3.3V，才能為CPU供電，實際電路使用76633芯片來轉換，其共用8個引腳，其中①、②、③、④相通接公共端GND地，⑤、⑥相通為輸入端，接5V電壓，⑦、⑧相通為輸出端，輸出3.3V電壓。

電路原理圖見圖7-15左圖，實物圖見圖7-15右圖，主板上的代號U4為76633電壓轉換集成電路。開關變壓器T121二次輸出7-8繞組經D123整流、C1210濾波， 產生直流5V電壓，經Co1和C6再次濾波，送至U4的輸入端⑤、⑥腳，76633內 部電路穩壓后，在⑦、⑧腳輸出穩定的3.3V電壓，為CPU和弱電電路供電。

直流變頻空調器室外機電路 （三）

第三節輸入部分電路

一、存儲器電路

1.作用

存儲器電路的作用是向CPU提供工作時所需要的參數和數據。存儲器內部存儲有壓縮機U/f值、電流保護值和電壓保護值等數據，CPU工作時調取存儲器的數據對室外機電路進行控制。

2.工作原理

圖7-16為存儲器電路原理圖，圖7-17為其實物圖，表7-4為存 儲器電路關鍵點電壓。

主板代號U5為存儲器，使用的型號為24Co8。通信過程采用I2C總線方式，即IC與IC之間的雙向傳輸總線，存儲器有2條線:⑥腳為串行時鐘線(SCL)，⑤腳為串行數據線(SDA)。

時鐘線傳遞的時鐘信號由CPU輸出，存儲器只能接收;數據線傳送的數據是雙向的，CPU可以向存儲器發送信號，存儲器也可以向CPU發送信號。

3.電路相關知識

①存儲器在主板上的英文符號為“IC或U”(代表為集成電路)，常用的型號有93C46和24Cxx系列( 24Co1、24Co2、 24Co4、 24Co8等) ;其外觀為黑色，位于CPU附近，通常為8個引腳雙列設置。

②存儲器硬件一般不會損壞，常見故障為內部數據失效或CPU無法讀取數據，出現如能開機但不制冷、風機轉速不能調節等故障，CPU會報出“存儲器損壞"的故障代碼。在實際檢修中，單獨使用萬用表檢修存儲器電路比較困難，一般使用代換法。

二、傳感器電路

1.室外環溫傳感器

圖7-18為室外環溫傳感器的安裝位置。

①室外環溫傳感器的支架固定在冷凝器的進風面，作用是檢測室外環境溫度。

②在制冷和制熱模式，決定室外風機轉速。

③在制熱模式，與室外管溫傳感器檢測到的溫度組成進入除霜的條件。

2.室外管溫傳感器

圖7-19為室外管溫傳感器的安裝位置。

①室外管溫傳感器檢測孔焊在冷凝器管壁，作用是檢測室外機冷凝器溫度。

②在制冷模式，判定冷凝器過載。當室外管溫≥70°C時，壓縮機停機;當室外管溫≤5o°C時，3min后 自動開機。

③在制熱模式，與室外環溫傳感器檢測到的溫度組成進入除霜的條件。空調器運行一段時間(約40min)，室外環溫>3°C時，室外管溫≤-3°C，且持續5min;或室外環溫<3°C時，室外環溫-室外管溫≥7°C，且持續5min。

④在制熱模式，判斷退出除霜的條件。當室外管溫> 12°C時或壓縮機運行時間超過8min。

圖7-19室外管溫傳感器的安裝位置

3.壓縮機排氣傳感器

圖7-20為壓縮機排氣傳感器的安裝位置。

①壓縮機排氣傳感器檢測孔固定在排氣管上面，作用是檢測壓縮機排氣管溫度。

②在制冷和制熱模式，壓縮機排氣管溫度≤93°C，壓縮機正常運行; 93°C<壓縮機排氣管溫度<115°C，壓縮機運行頻率被強制設定在規定的范圍內或者降頻運行;壓縮機排氣溫度>115°C，壓縮機停機;只有當壓縮機排氣管溫度下降到≤9o°C時，才能再次開機運行。

4.實物外形

3個傳感器實物外形見圖7-21。

室外環溫傳感器使用塑封探頭，型號為25°C/15kΩ，安裝在冷凝器的進風面，為防止冷凝器溫度干擾，設在固定支架，并且傳感器穿有塑料護套。

室外管溫傳感器使用銅頭探頭，型號為259C/2o kΩ ，其引線最長，安裝在冷凝器的管壁上面。

壓縮機排氣傳感器使用銅頭探頭，型號為25°C/5o kΩ ，由于檢測孔固定在壓縮機排氣管上面，因此使用耐高溫的引線。

5.工作原理

圖7-22為室外機傳感器電路原理圖，圖7-23為壓縮機排氣傳感器信號流程。

CPU16腳檢測室外環溫傳感器溫度、18腳檢測室外管溫傳感器溫度、15腳檢測壓縮機排氣傳感器溫度。室外機3路傳感器的工作原理相同，與室內機傳感器電路工作原理也相同，均為傳感器與偏置電阻組成分壓電路，傳感器為負溫度系數(NTC)熱敏電阻。

以壓縮機排氣傳感器電路為例，如壓縮機排氣管溫度由于某種原因升高，壓縮機排氣傳感器溫度也相應升高，其阻值變小，根據分壓電路原理，分壓電阻R801分得的電壓也相應升高，輸送到CPU15腳的電壓升高，CPU根據電壓值計算得出壓縮機排氣管溫度升高，與內置的程序相比較，對室外機電路進行控制，假如計算得出的溫度≥98°C，則控制壓縮機的頻率禁止上升，≥103°C時對壓縮機降頻運行， ≥ 110°C時 控制壓縮機停機，并將故障代碼通過通信電路傳送到室內機主板CPU。

說明:室外溫度約25°C時，CPU的室外環溫和室外管溫引腳電壓約為1.65V,壓縮機排氣引腳電壓約o.76V，當拔下傳感器插頭時CPU引腳電壓為oV。

6.傳感器分壓點電壓

(1)室外環溫傳感器

格力空調器室外環溫傳感器型號通常為25°C/15kΩ，分壓電阻阻值為15k Ω ,本機傳感器電路供電電壓為3.3V，而不是常見的直流5V，制冷和制熱模式常見溫度與電壓的對應關系見表7-5。

室外環溫傳感器測量溫度范圍，制冷模式在20~40°C之間，制熱模式在-10~10°C之間。

表7-5室外環溫傳感器溫度與電壓對應關系

(2)室外管溫傳感器

格力空調器室外管溫傳感器型通常為25°C/2o kΩ ，分壓電阻阻值為2o kΩ ,制冷和制熱模式常見溫度與電壓的對應關系見表7-6。

室外管溫傳感器測量溫度范圍，制冷模式在20~70°C之間(包括未開機時)，制熱模式在-15~10°C之間(包括未開機時)。

(3)壓縮機排氣傳感器

格力空調器壓縮機排氣傳感器型號通常為25°C/5okΩ ，分壓電阻阻值為15kΩ ，制冷和制熱模式常見溫度與電壓的對應關系見表7-7。

壓縮機排氣傳感器測量溫度范圍，制冷模式未開機時在20~40°C之間，制熱模式未開機時在-10~ 10°C之間，正常運行時在8o~ 90°C之間，制冷系統出現故障時有可能在9o~110°C之間。

三、溫度開關電路

1.安裝位置和作用

壓縮機運行時殼體溫度如果過高，內部機械部件會加劇磨損，壓縮機線圈絕緣層容易因過熱擊穿發生短路故障。室外機CPU檢測壓縮機排氣傳感器溫度，如果高于103°C則會控制壓縮機降頻運行，使溫度降到正常范圍以內。

為防止壓縮機過熱，室外機電控系統還設有壓縮機頂蓋溫度開關作為第二道保護，安裝位置見圖7-24，作用是即使壓縮機排氣傳感器損壞，壓縮機運行時如果溫度過高，室外機CPU也能通過頂蓋溫度開關檢測。

頂蓋溫度開關實物外形見圖7-25，作用是檢測壓縮機頂部(頂蓋)溫度，正常情況溫度開關觸點閉合，對室外機運行沒有影響;當壓縮機頂部溫度超過115°C時，溫度開關觸點斷開，室外機CPU檢測后控制壓縮機停止運行，并通過通信電路將信息傳送至室內機主板CPU,報出“壓縮機過載保護或壓縮機過熱"的故障代碼。

壓縮機停機后，頂部溫度逐漸下降，當下降到95°C時，溫度開關觸點恢復閉合。

2.工作原理

圖7-26為壓縮機頂蓋溫度開關電路原理圖，圖7-27為實物圖，表7-8為溫度開關狀態與CPU引腳電壓的對應關系，該電路的作用是檢測壓縮機頂蓋溫度開關狀態。

電路在兩種情況下運行，即溫度開關為閉合狀態或斷開狀態，插座設計在室外機主板上，CPU根據引腳電壓為高電平或低電平，檢測溫度開關的狀態。

制冷系統正常運行時壓縮機頂部溫度約為85°C，溫度開關觸點為閉合狀態，CPU⑥腳為高電平3.3V，對電路沒有影響。

如果運行時壓縮機排氣傳感器失去作用或其他原因，使得壓縮機頂部溫度大于115°C，溫度開關觸點斷開，CPU⑥腳經電阻R81O、R815接地，電壓由3.3V高電平變為o.6V的低電平，CPU檢測到后立即控制壓縮機停機。

從上述原理可以看出，CPU根據⑥腳電壓即能判斷溫度開關的狀態。電壓為高電平3.3V時判斷溫度開關觸點閉合，對控制電路沒有影響;電壓為低電平o.6V時判斷溫度開關觸點斷開，壓縮機殼體溫度過高，控制壓縮機立即停止運行，并通過通信電路將信息傳送至室內機主板CPU，顯示“壓縮機過載保護或壓縮機過熱”的故障代碼，供維修人員查看。

3.常見故障

電路的常見故障是溫度開關在靜態(即壓縮機未起動、頂蓋溫度為常溫或溫度較低)時為斷開狀態，引起室外機不能運行的故障。檢測時使用萬用表電阻檔測量引線插頭，見圖7-28， 正常阻值為oΩ;如果測量結果為無窮大，則為溫度開關損壞，應急維修時可將引線剝開，直接短路使用，等有配件時再更換。

四、電壓檢測電路

1.作用

空調器在運行過程中，如輸入電壓過高，相應直流30oV電壓也會升高，容易引起模塊和室外機主板過熱、過電流或過電壓損壞;如輸入電壓過低，制冷量下降達不到設計的要求，并且容易損壞電控系統和壓縮機。因此室外機主板設置電壓檢測電路，CPU檢測輸入的交流電源電壓，在過高(超過交流26oV)或過低(低于交流16oV)時停機進行保護。

目前的電控系統中通常使用通過電阻檢測直流300V母線電壓，室外機CPU通過軟件計算得出輸入的交流電壓。

說明:早期的電控系統通常使用電壓檢測變壓器來檢測輸入的交流220V電壓。

2.工作原理

圖7-29為電壓檢測電路原理圖，圖7-30為其實物圖，表7-9為CPU引腳電壓與交流輸入電壓對應關系。該電路的作用是計算輸入的交流電源電壓，當電壓高于交流26oV或低于16oV時停機，以保護壓縮機和模塊等部件。

本機電路未使用電壓檢測變壓器等元器件檢測輸入的交流電壓，而是通過電阻檢測直流30oV母線電壓，再經軟件計算出實際的交流電壓值，參照的原理是交流電壓經整流和濾波后，乘以固定的比例(近似1.36) 即為輸出直流電壓，即交流電壓乘以1.36即等于直流電壓數值。CPU的29腳為電壓檢測引腳，根據引腳電壓值計算出輸入的交流電壓值。

電壓檢測電路由電阻R201、R203和電容C203、C202組成，從圖7-29可以看出，基本工作原理就是分壓電路，取樣點為直流30oV母線電壓正極，R201 (82okΩ)為上偏置電阻，R203 (5.1kΩ )為下偏置電阻，R203的阻值在分壓電路所占的比例約為1/162[R2o3/ (R2o1+R2o3) ，即5.1/ (820+5.1) ], R203兩端電壓送至CPU29腳，相當于CPU2g腳電壓值乘以162等于直流電壓值，再除以136就是輸入的交流電壓值。

比如CPU29腳當前電壓值為1.85V，則當前直流電壓值為300V (1.85Vx162)，當前輸入的交流電壓值為220V (30oV/1.36) 。

五、位置檢測和相電流檢測電路

1.作用

該電路的作用是實時檢測壓縮機轉子的位置，同時作為壓縮機的相電流電路，輸送至室外機CPU和模塊的電流保護引腳。

CPU在驅動模塊控制壓縮機時，需要實時檢測轉子位置以便更好地控制，本機壓縮機電機使用永磁同步電機(PMSM)，或稱為正弦波永磁同步電機，具有線圈繞組利用效率高、控制精度高等優點，同時使用無位置傳感器算法來檢測轉子位置。檢測原理是通過串聯在三相下橋IGBT發射極的取樣電阻，取樣電阻將電流的變化轉化為電壓的變化，經放大后輸送至CPU，由CPU通過計算和處理，計算出壓縮機轉子的位置。

2.OPA4374引腳功能

模塊三相下橋的IGBT經無感電阻連接至濾波電容負極，在壓縮機運行時，三相IGBT有電流通過，電阻兩端產生壓降，經運行放大器U6o1放大后分為2路，1路送到CPU，由CPU經過運算和處理，分析出壓縮機轉子位置和三相的相電流;另1路將3路相電流匯總后，送至模塊電流保護引腳，以防止壓縮機相電流過大時損壞模塊或壓縮機。

模塊U相下橋IGBT (Nu或Q4)發射極經RS302、V相下橋IGBT (Ny或Q5)發射極經RS303、W相下橋IGBT (Nw或Q6)發射極經RS304，均連接至濾波電容負極，RS302、RS303、RS304均為0.0152無感電阻，作為相電流檢測電路的取樣電阻。

U6o1 (OPA4374) 為4通道運算放大器，其中放大器4 ( (12) 腳、(13)腳、(14腳) )放大U相電流、放大器1 (①腳、②腳、③腳)放大V相電流、放大器2 (⑤腳、⑥腳、⑦腳)放大W相電流。

三相相電流放大電路原理相同，以V相電流為例。由于電阻RS303阻值過小，當有電流通過時經U6o1放大后，電壓依舊很低，CPU不容易判斷，因此使用U601的放大器3 (⑧腳、⑨腳、腳)提供基準電壓。3.3V電壓經R601 ( 1okΩ)、R602 (10kΩ ) 進行分壓，腳同相輸入端電壓約為1.6V，放大器3進行1: 1放大，在⑧腳輸出1.64V電壓，經R61o送至③腳同相輸入端(o.3V)作為基準電壓。

RS303獲得的取樣電壓經R6o6送至U6o1同相輸入③腳，和基準電壓相疊加，U6o1放大器1將RS3o3的V相取樣電流和基準電壓放大約5.54倍，在U6o1的①腳輸出，分為2路，1路經R619送至CPU (14)腳，供CPU檢測V相電流，并依據(12)腳U相電流、(13) 腳W相電流綜合分析，得出壓縮機轉子位置;另1路經D6o3送至模塊電流檢測保護電路(同時還有U相電流經D601、W相電流經D6o2)，當U相或V相或W相任意一相電流過大時，模塊保護電路動作，室外機停止運行。

放大倍數計算方法: (R613+R6o5) ÷R6o5= (10+2.2) ÷ 2.2≈5.55。

直流變頻空調器室外機電路 （四）

第四節輸出部分電路

一、指示燈電路

1.作用

該電路的作用是顯示室外機的運行狀態、故障代碼顯示、壓縮機限頻因素，以及顯示通信電路的工作狀況。見圖7-34左圖， 設有3個指示燈，D1紅燈、D2綠燈、D3黃燈，3個指示燈在顯示時不是以亮、滅、閃的組合顯示室外機狀態，而是相對獨立，互不干擾，在查看時需要注意。

D2綠燈為通信狀態指示燈，通信電路正常工作時其持續閃爍，熄滅時則表明通信電路出現故障。

D1紅燈和D3黃燈則是以閃爍的次數表示當前的故障或狀態。D1紅燈最多閃爍8次，可指示8個含義，例如閃爍7次時為壓縮機排氣傳感器故障; D3黃燈最多閃爍16次，可指示16個含義，例如閃爍g次時為功率模塊保護。

在室外機運行時通常為3個指示燈均在閃爍，但含義不同。D2綠燈閃爍表示通信電路正常，D1紅燈閃爍8次含義為達到開機溫度，D3 黃燈閃爍1次表示CPU已輸出信號驅動壓縮機運行。

2.工作原理

圖7-33為指示燈電路原理圖，圖7-34右 圖為其實物圖，表7-12 為CPU引腳電壓與指示燈狀態的對應關系。3路指示燈工作原理相同，以D3黃燈為例說明。

當CPU需要控制D3點亮時，其56腳輸出約3.3V的高電平電壓，經R18限流后，送至Q3基極，電壓約為o.7V, Q3集電極和發射極導通，5V電壓正極經R20、D3、Q3集電極和發射極到地形成回路，發光二極管D3兩端電壓約為1.9V而點

亮。

當CPU需要控制D3熄滅時，其(56)腳輸出oV的低電平電壓，Q3基極電壓為oV，集電極和發射極截止，D3兩端電壓為oV而熄滅。

如果CPU持續地輸出高電平(3.3V) -低電平(OV) -高電平-低電平，則指示燈顯示為閃爍狀態，CPU可根據當前的狀態，在1個循環周期內控制指示燈點亮的次數，從而顯示相對應的故障代碼或運行狀態。

二、主控繼電器電路

1.作用

主控繼電器為室外機供電，并與PTC電阻組成延時防瞬間大電流充電電路，對直流300V濾波電容充電。上電初期，交流電源經PTC電阻、硅橋為濾波電容充電，兩端的直流300V電壓其中1路為開關電源電路供電，開關電源電路工作后輸出電壓，其中的1路直流5V經集成電路轉換為3.3V電壓為室外機CPU供電，CPU工作后控制主控繼電器觸點閉合，由主控繼電器觸點為室外機供電。

2.工作原理

圖7-35為主控繼電器電路原理圖，圖7-36為其 實物圖，表7-13 為CPU引腳電壓與室外機狀態的對應關系。

CPU需要控制K1觸點閉合時，(37) 腳輸出高電平3.3V電壓，送到反相驅動器U102的⑤腳，內部電路翻轉，對應輸出端(12) 腳電壓變為低電平(約o.8V)，主控繼電器K1線圈兩端電壓為直流11.2V，產生電磁力，使觸點3-4閉合。

CPU需要控制K1觸點斷開時，(37) 腳為低電平oV, U102的⑤腳電壓也為oV，內部電路不能翻轉，(12) 腳為高電平12V，K1線圈兩端電壓為直流oV,由于不能產生電磁力，觸點3-4斷開。

三、室外風機電路

1.作用

室外機CPU根據室外環溫傳感器和室外管溫傳感器的溫度信號，處理后控制室外風機運行，為冷凝器散熱。

2.工作原理

圖7-37為室外風機電路原理圖，圖7-38為其實物圖，表7-14為CPU引腳電壓與室外風機狀態的對應關系。

該電路的工作原理和主控繼電器電路基本相同，需要控制室外風機運行時，CPU(41)腳輸出高電平3.3V電壓，送至反相驅動器U102的③腳，內部電路翻轉，對應輸出端(14)腳電壓變為低電平約o.8V，繼電器K2線圈兩端電壓為直流11.2V，產生電磁力使觸點3-4閉合，室外風機線圈得到供電，在電容的作用下旋轉運行，為冷凝器散熱。

室外機CPU需要控制室外風機停止運行時，41腳變為低電平oV，U102的③腳也為低電平oV，內部電路不能翻轉，(14) 腳為高電平12V，K2線圈兩端電壓為直流oV，由于不能產生電磁力，觸點3-4斷開，室外風機因失去供電而停止運行。

圖7-38室外風機電路實物圖

四、四通閥線圈電路

1.作用

該電路的作用是控制四通閥線圈的供電和斷電，從而控制空調器工作在制冷

或制熱模式。

2.工作原理

圖7-39為四通閥線圈電路原理圖，圖7-40為其實物圖，表7-15為CPU和U102

引腳電壓與四通閥線圈狀態的對應關系。

室內機CPU對遙控器輸入信號或應急開關模式下的室內環溫傳感器溫度處理后，空調器需要工作在制熱模式時，將控制信息通過通信電路傳送至室外機CPU，其(33)腳輸出高電平3.3V電壓，送至反相驅動器U1o2的⑦腳，內部電路翻轉，對應輸出端⑩腳電壓變為低電平(約o.8V)，繼電器K4線圈兩端電壓為直流11.2V，產生電磁力使觸點3-4閉合，四通閥線圈得到交流220V電源，吸引四通閥內部磁鐵移動，在壓力的作用下轉換制冷劑流動的方向，使空調器工作在制熱模式。

當空調器需要工作在制冷模式時，室外機CPU33腳為低電平oV, U102的⑦腳電壓也為oV，內部電路不能翻轉，⑩腳為高電平12V，K4線圈兩端電壓為直流oV，由于不能產生電磁力，觸點3-4斷開，四通閥線圈兩端電壓為交流oV，對制冷系統中制冷劑流動方向的改變不起作用，空調器工作在制冷模式。

五、PFC電路

1.作用

變頻空調器中，由模塊內部6個IGBT開關管組成的驅動電路，輸出頻率和電壓均可調的模擬三相電驅動壓縮機運行。由于IGBT開關管處于高速頻繁開和關的狀態，使得電路中的電流相對于電壓的相位發生畸變，造成電路中的諧波電流成分變大，功率因數降低，PFC電路的作用就是降低諧波成分，使電路的諧波指標滿足國家CCC認證要求。

工作時PFC控制電路檢測電壓的零點和電流的大小，然后通過系列運算，對畸變嚴重零點附近的電流波形進行補償，使電流的波形盡量跟上電壓的波形，達到消除諧波的目的。

2.S4427引腳功能

主板代號U205使用的型號為S4427，是IR公司生產的雙通道驅動器、用于驅動MOS管或IGBT開關管的專用集成電路，引腳功能見表7-16，其為雙列8個引腳，⑥腳為直流15V供電，③腳接地，本機使用時2路驅動器并聯。

3.工作原理

圖7-41為PFC電路原理圖，圖7-42為其實物圖。

變頻空調器通常使用升壓型式的PFC電路，不僅能提高功率因數，還可以提升直流300V電壓數值，使壓縮機在高頻運行時濾波電容兩端的電壓不會下降很多甚至上升。PFC升壓電路主要由濾波電感、IGBT開關管Z1、升壓二極管(快恢復二極管) D203、濾波電容等組成。

CPU64腳輸出IGBT驅動信號，同時送至U205的②腳和④腳輸入端，經U205放大信號后，在⑤腳和⑦腳輸出，驅動IGBT開關管Z1的導通和截止。

當IGBT開關管Z1導通時，濾波電感存儲能量，在Z1截止時，濾波電感產生左負右正的電壓，經D203為C0202和Co203充電。當壓縮機高頻運行時，消耗功率比較大，CPU控制Z1導通時間長、截止時間短，使濾波電感存儲能量增加，和硅橋整流的電壓相疊加，從而提高濾波電容輸出的直流3ooV電壓送至模塊P-N端子。

直流變頻空調器室外機電路（五）

第五節輸出部分電路

一、6路信號電路

本機使用國際整流器公司(IR) 生產的模塊(IPM)，型號為IRAM136-1061A2，單列封裝，輸出功率為0.25~ o.75kW，電流為10~ 12A，電壓為85 ~253V。

模塊內置有用于驅動IGBT開關管的高速驅動集成電路并且兼容3.3V，集成自舉升壓二極管，減少了主板外圍元器件;內置高精度的溫度傳感器并反饋至室外機CPU，使CPU可以實時監控模塊溫度，同時具有短路、過電流等多種保護電路。

1.引腳功能

圖7-43為IRAM136-1061A2實物外形，模塊標稱為29個引腳，其中③、④、⑦、⑧、(11)、(12)、(14)、(15) 腳為空腳，實際共有21個引腳，引腳功能見表7-17。

圖7-44為模塊內部結構，主要由驅動電路、6個IGBT開關管、6個與IGBT并聯的續流二極管等組成，IGBT開關管代號為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。

(1)直流300V供電(4個引腳)

IGBT開關管Q1、Q2、Q3的集電極連在一起接(13)腳(V+或P)，外接直流30oV電壓正極，因此Q1、Q2、Q3稱為上橋IGBT。

Q4發射極接(17) 腳(VRU或NU)、Q5發射極接19腳(VRV或NV)、Q6發射極接21腳(VRW或NW)，這3個引腳通過電阻接直流30oV電壓負極，因此Q4、Q5、Q6稱為下橋IGBT。

(2)三相輸出(3個引腳和3個自舉升壓電路引腳)

.上橋Q1的發射極和下橋Q4的集電極相通，即上橋和下橋IGBT的中點，接⑩腳(U或VS1)，外接壓縮機U相線圈，⑨腳為U相自舉升壓電路。

同理，Q2和Q5中點接⑥腳(V或VS2)，⑤腳為V相自舉升壓電路; Q3和Q6中點接②腳(W或VS3)，①腳為W相自舉升壓電路。

其中⑥腳U、⑥腳V、②腳W共3個引腳為輸出，接壓縮機線圈，驅動壓縮機運行。

(3) 15V供電(2個引腳)

模塊內部設有高速驅動電路，其有供電模塊才能工作，供電電壓為直流15V,(28)腳VCC為15V供電正極，(29) 腳VSS為公共端接地。

(4) 6路信號(6個引腳)

(20)腳(HIN1或U+)驅動Q1，(24) 腳(LIN1或U-)驅動Q4，(22)腳(HIN2或V+)驅動Q2，(25) 腳(LIN2或V-) 驅動Q5，(23) 腳(HIN3或W+)驅動Q3，(26) 腳(LIN3或W-)驅動Q6。

(5)故障保護和反饋(3個引腳)

16腳為電流保護輸入(ITRIP) ，由相電流電路輸出至模塊; 18腳為故障輸出(FLT/EN或FO)，由模塊輸出至CPU; 27腳為溫度反饋(VTH)，由模塊輸出至CPU。

圖7-44模塊內部電路原理簡圖

2.驅動流程

圖7-45為模塊應用電路原理圖，圖7-46為6路信號驅動壓縮機流程實物圖。驅動流程如下:①-室外機CPU輸出6路信號-→②-模塊放大 → ③-壓縮機運行。

3.工作原理

圖7-47為6路信號電路原理圖，圖7-48左 圖為6路信號電路實物圖，圖7-48右圖為U+驅動流程。

室外機CPU接收室內機主板的信息，并根據當前室外機的電壓等數據，需要控制壓縮機運行時，其輸出有規律的6路信號，直接送至模塊內部電路，驅動內部6個IGBT開關管有規律地導通與截止，將直流300V電轉換為頻率和電壓均可調的

三相電，輸出至壓縮機線圈，控制壓縮機以低頻或高頻任意轉速運行。由于室外機CPU輸出6路信號控制模塊內部IGBT開關管的導通與截止，因此壓縮機轉速由室外機CPU決定，模塊只起一個放大信號時轉換電壓的作用。

室外機CPU的(69) 、(68) 、(67) 、(66) 、(63) 、(62) 腳共6個引腳輸出6路信號，經電阻R15、R13、R16、R12、R14、R11 (3302)送至模塊的(20)腳(U+、驅動Q1)、(24) 腳(U-、 驅動Q4)、(22)腳(V+、驅動Q2)、25腳(V-、 驅動Q5)、(23) 腳(W+、驅動Q3)、(26) 腳(W-、驅動Q6)，驅動IGBT開關管有規律地導通和截止，從而控制壓縮機的運行速度。

二、溫度反饋電路

1.作用

該電路的作用是向室外機CPU反饋模塊(IPM)的實際溫度，使CPU綜合其他的數據對壓縮機進行更好的控制。

2.工作原理

圖7-49為模塊溫度反饋電路原理圖，圖7-50為實物圖。

模塊內置高精度的溫度傳感器，實時檢測表面模塊溫度，其中1個引腳接(29)腳公共端地(在電路中作為下偏置電阻)，1個引腳由(27) 腳(VTH)引出，經R625送至室外機CPU的(17)腳，CPU根據電壓計算出模塊的實際溫度，作為輸入部分電路的信號，綜合其他數據信號，以便對模塊、壓縮機、室外風機進行更好的控制。

模塊內置的傳感器為負溫度系數熱敏電阻，溫度較低時阻值較大，(27) 腳的電壓較高(接近3.1V) ;當模塊溫度上升，其阻值下降，27腳的電壓也逐漸下降(2.7V) 。

三、模塊保護電路

1.作用

模塊保護電路原理簡圖和保護內容見第五章第三節第七部分內容。

2.工作原理

圖7-51為模塊(IPM)保護電路原理圖，圖7-52為其實物圖，表7-18為模塊保護引腳和CPU引腳電壓的對應關系。

本機模塊(18)腳為FO模塊保護輸出，CPU的75腳為模塊保護檢測引腳。模塊保護輸出引腳為集電極開路型設計，正常情況下此腳與外圍電路不相連，CPU (75)腳和模塊(18)腳通過電阻R1 (2.4k2) 連接至電源3.3V,因此模塊正常工作即沒有輸出保護信號時，CPU (75)腳和模塊(18)腳的電壓均約為3.2V。

如果模塊內部電路檢測到15V電壓低、溫度過高、電流過大、短路共4種故障時，停止處理6路信號，同時內部晶體管導通，(18) 腳和(29)腳相連接地，CPU75腳也與地相連，電壓由高電平3.2V變為低電平約o.01V，CPU內部電路檢測后停止輸出6路信號，停機進行保護，并將代碼(模塊故障)通過通信電路傳送至室內機CPU，室內機CPU分析后顯示H5的代碼。

說明:由于模塊檢測的4種保護使用同1個輸出端子，因此室外機CPU檢測后只能判斷為“模塊保護”，而具體是哪一種保護則判斷不出來。

四、模塊過電流保護電路

1.作用

該電路的作用是檢測壓縮機U、V、W三相的相電流，當相電流過大時輸出保護電壓至模塊，模塊停止處理6路信號，并輸出保護信號至室外機CPU，使壓縮機停止工作，以保護模塊和壓縮機。

2.10393引腳功能

主板代號U206使用型號為10393的集成電路，其引腳功能見表7-19，其為雙列8個引腳，⑧腳為5V供電，④腳接地。

10393內含2路相同的電壓比較器，本機實際只使用1路(比較器2)，即⑤、⑥、⑦腳，比較器1空閑(其中①和②為空腳、③腳和④腳相連接地)。

3.工作原理

圖7-53為模塊過電流保護電路原理圖，圖7-54為其實物圖，表7-20為 相電流和室外機狀態的對應關系。

U206(10393)的⑥腳為比較器2的反相輸入，由R628(5.1kΩ)和R626 (2.2kQ) 分壓，⑥腳電壓為1.5V，作為基準電壓。

當壓縮機正常運行時，相電流放大電路U6o1輸出的U相電流(INu)、V相電流(INv)、W相電流(INw) 均正常，經D601、D602、 D603、R621輸送 至U206的⑤腳電壓低于1.5V，比較器2不動作，其⑦腳輸出低電平oV，模塊16腳電壓也為低電平，模塊判斷壓縮機相電流正常，保護電路不動作，壓縮機繼續運行，室外機運行正常。

當壓縮機、模塊、相電流電路等有故障，引起U相電流(INu) 、V相電流(INwv)、W相電流(INw) 中任意一相電壓增加，加至U206的⑤腳 電壓超過1.5V時，比較器2動作，其⑦腳輸出高電平5V電壓，至模塊(16)腳同樣為5V電壓，模塊內部電路檢測后判斷壓縮機相電流過大，內部保護電路迅速動作，不再處理6路信號，IGBT開關管停止工作，壓縮機也停止運行，同時模塊(18)腳輸出約0.01V低電平電壓，送至CPU的(75) 腳，CPU檢測后判斷模塊出現故障，立即停止輸出6路信號，并將“模塊保護”的代碼通過通信電路傳送至室內機CPU，室內機CPU分析后顯示H5的代碼。

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