家用空調(diào)主控板電路原理

電源電壓整流電路：

【資料圖】

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理：

TRAN 變壓器：將220V電壓轉(zhuǎn)換為較低的安全電源電壓。

D1-D4整流二極管：主要型號(hào)為1N4007，反向耐壓值為1000V，正向安全電流1A；

E1，E2 電解電容：位于整流電路后端，主要起濾波穩(wěn)壓作用，主要參數(shù)有額定電壓和容值，電解電容的電壓要降額設(shè)計(jì)，一般降額50-70%；

C1，C2旁路電容：隔直通交，主要起濾去高頻干擾信號(hào)的作用，提高電源的干凈度；

PTC1熱敏電阻：正溫度系數(shù)型熱敏元件，當(dāng)溫度升高時(shí)，其內(nèi)阻增大，用于變壓器輸入端，防止主控板電源出現(xiàn)短路或變壓器輸入端電源錯(cuò)誤燒毀變壓器；

IC1 7812或7805三端穩(wěn)壓片：主要是用來降壓、穩(wěn)壓用，輸入與輸出端一般需要2V壓差。

過零檢測(cè)電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理：

A、B接變壓器次級(jí)輸出端，經(jīng)D19與D20的半波整流，并經(jīng)三極管開斷控制后在ZERO端輸出一個(gè)方波，作為PG電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通角判斷用，用來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，波形如上圖示。

D19、D20 整流二極管：型號(hào)1N4007，將A、B端的交流信號(hào)進(jìn)行半波整流；

R39，R40，R41電阻：取值12K，主要給三極管Q8進(jìn)行限流降噪；

R42 限流電阻：取值10K，對(duì)三極管Q8的集電極限流；防止Q8因集電極電流過大導(dǎo)致燒壞；

C21，C22 旁路電容：C21取104、C22取102，隔直通交，主要起濾去高頻干擾信號(hào)的作用，提高信號(hào)的潔凈度；

Q1 三極管：型號(hào)8050，處于飽和和截止兩種狀態(tài)，開關(guān)作用，使ZERO端輸出一個(gè)方波。

風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理：

電網(wǎng)交流電源經(jīng)過電阻降壓，通過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，獲得12V直流電壓，主控芯片通過光耦PC817與強(qiáng)電隔離，控制可控硅BT131導(dǎo)通與截至。

可控硅調(diào)速是用改變可控硅導(dǎo)通角的方法來改變電動(dòng)機(jī)端電壓的波形，從而改變電動(dòng)機(jī)端電壓的有效值，達(dá)到調(diào)速的目的。電壓零點(diǎn)由過零檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)可控硅導(dǎo)通角α1=180°時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓波形為正弦波，即全導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)可控硅導(dǎo)通角α1＜180°時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓波形如圖實(shí)線所示，即非全導(dǎo)通狀態(tài)，有效值減小；α1越小，導(dǎo)通狀態(tài)越少，則電壓有效值越小，所產(chǎn)生的磁場越小，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。由以上的分析可知，可控硅調(diào)速時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)節(jié)，但這時(shí)電動(dòng)機(jī)電壓和電流波形不連續(xù)，波形差，故電動(dòng)機(jī)的噪音大，并帶來干擾。故在電路設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮這方面的問題，應(yīng)有適當(dāng)?shù)臑V波電路。

當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，若電壓升高，則可減少可控硅的導(dǎo)通角；若電壓降低，則可增加可控硅的導(dǎo)通角，以穩(wěn)定風(fēng)機(jī)輸入電壓，達(dá)到穩(wěn)定風(fēng)速作用。增加或減少的幅度由芯片內(nèi)部軟件的算法決定。

D15、R28、R29、E9、DZ1、R30、C1組成降壓電路，獲得相對(duì)電壓12V；

R25、C15組成濾波電路，解決可控硅導(dǎo)通與截止對(duì)電網(wǎng)的干擾，通過EMI測(cè)試；同時(shí)防止可控硅兩端電壓突變，造成無門極信號(hào)誤導(dǎo)通。

L2為扼流線圈，防止可控硅回路中電流突變，對(duì)TR1進(jìn)行保護(hù)；電感L2需放置在TR1后面。如果L2放置在TR1前端，由于電感L2為儲(chǔ)能元件，在TR1關(guān)斷和導(dǎo)通過程中，對(duì)R24形成沖擊，尖峰電壓接近50V，R24容易損壞。該點(diǎn)為市場質(zhì)量反饋發(fā)現(xiàn)的問題。

C14為風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電容。

TR1選用1A雙向可控硅BT131。

風(fēng)機(jī)速度反饋電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理

+12V電源提供給電機(jī)內(nèi)置風(fēng)速檢測(cè)電路使用，目前我司常用的風(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，輸出1個(gè)脈沖方波，風(fēng)機(jī)內(nèi)置風(fēng)速檢測(cè)電路輸出波形通過一個(gè)限流電阻后，再通過103瓷片電容濾波，二極管1N4148鉗位，保證輸入芯片腳的電壓低于芯片的安全工作電壓（風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)芯片反饋電壓在5.5V左右）。芯片通過對(duì)輸入脈沖方波頻率的檢測(cè)，來判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。若轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，則加大可控硅導(dǎo)通角，提高風(fēng)機(jī)電壓的有效值，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大；轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，則減小可控硅導(dǎo)通角，降低風(fēng)機(jī)電壓的有效值，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變低。

溫度采樣及處理電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理

溫度傳感器RT1，為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，溫度升高，阻值降低，在25℃時(shí)，對(duì)應(yīng)阻值為10K。RT1與電阻R9形成分壓，則T端電壓為：5*R9/（RT1+R9），溫度傳感器RT1的電阻值隨外界溫度的變化而變化，T端的電壓相應(yīng)變化。

RT1在不同的溫度有相應(yīng)的阻值，對(duì)應(yīng)T端有相應(yīng)的電壓值，外界溫度與T端電壓形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，將此對(duì)應(yīng)關(guān)系制成表格，寫進(jìn)程序里，單片機(jī)通過A/D采樣端口采集信號(hào)，根據(jù)不同的A/D值判斷外界溫度。

溫度采樣及處理電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理：

CT1電流互感器，實(shí)際是一個(gè)線性變壓器，其輸入電流（被檢測(cè)電流）與輸出電流跟它的內(nèi)部線圈匝數(shù)成正比關(guān)系（均為交流電流量）。CT1輸出的電流在R6電阻上產(chǎn)生交流壓降，該電壓經(jīng)D10開關(guān)二極管整流后變成直流電壓V1，V1在R14與R13 之間分壓，E6電解電容將R13電阻兩端的電壓V2穩(wěn)壓后送入芯片的A/D口進(jìn)行處理。

芯片A/D口的電壓值計(jì)算方法如下：

V2=R13/（R13+R14）*V1=R13/（R13+R14）*(0.707*R6*Ii/C-0.5)

鉗位二極管D9目的是確保輸入到芯片口的模擬量不大于5V，以保證芯片的工作可靠性；電阻R12和電容C8濾除輸入量的高頻成分，減小其對(duì)MCU的影響。

音樂蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理：

BUZ1、BUZ2兩端口均接單片機(jī)的I/O口或單片機(jī)的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)口。BUZ1端口在本電路中簡稱“高頻口”（相對(duì)BUZ2而言），其脈沖電壓頻率一般為幾KHz，具體頻率依蜂鳴器需發(fā)出的音樂聲來調(diào)整；BUZ2端口簡稱“低頻口”，其電壓周期相對(duì)較長一些，一般為數(shù)十ms至數(shù)百ms。工作時(shí)，兩端口輸出電壓脈沖驅(qū)動(dòng)三極管Q2和Q3，當(dāng)BUZ2端口出現(xiàn)高電平時(shí)，三極管Q3導(dǎo)通， +12V電壓經(jīng)Q4三極管給蜂鳴器提供工作電壓，同時(shí)為電容E7充電；BUZ2端口電平變低時(shí)，Q3和Q4三極管均截止，+12V電壓被隔離，此時(shí)已充滿電的電容E7放電，為蜂鳴器工作提供能量。蜂鳴器的工作狀態(tài)直接由三極管Q2決定，當(dāng)BUZ1端口出現(xiàn)高電平時(shí)，三極管Q2導(dǎo)通，蜂鳴器工作，BUZ1端口電平變低時(shí)，Q2三極管截止，蜂鳴器停止工作。蜂鳴器的通電頻率與內(nèi)部的諧振頻率（固定）相互作用就產(chǎn)生我們所需的音樂聲。

常用復(fù)位電路介紹：

1、7042專用復(fù)位芯片復(fù)位電路：

系統(tǒng)上電或系統(tǒng)電源電壓跌落到某一規(guī)定值時(shí)，復(fù)位芯片輸出一個(gè)低電平復(fù)位信號(hào)，使MCU在電源電壓低于某一規(guī)定值時(shí)處于復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)電源電壓達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，復(fù)位芯片輸出將變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，此時(shí)，電源通過R對(duì)C充電；當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)（各種MCU有些差異）MCU正常工作。

由于MCU對(duì)復(fù)位信號(hào)的持續(xù)時(shí)間有要求，復(fù)位信號(hào)必須大于10μs才可使MCU復(fù)位，所以在KIA7042的OUT輸出端接入一R、C延時(shí)電路，延時(shí)時(shí)間t計(jì)算方法為：t=RC×ln[1/（1-Vth/Vin）]

式中Vth是MCU的復(fù)位信號(hào)電平值，一般為0～0.1V。我們公司通常取R為12KΩ，C為0.1-0.47μf，則：

t=12×103×(0.1-0.47)×10-6×ln[1/(1-0.1/5)]≈20-100μs

2、自行設(shè)計(jì)的復(fù)位電路：

此電路電源下降到4.0V以下時(shí)，R6分壓小于0.6V，Q1截止，RESET輸出低電平，系統(tǒng)復(fù)位。上電時(shí)，電源必須上升到4.0V以上時(shí)，系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)才消失。

此電路在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮環(huán)境變化對(duì)三極管的影響。三極管Q1在低溫下會(huì)產(chǎn)生漂移，BE極導(dǎo)通電壓增大。故此電路需在高、低溫環(huán)境，常溫常濕環(huán)境、高濕度環(huán)境下均測(cè)試滿足要求，方能使用。

3、RC與MCU內(nèi)部復(fù)位結(jié)合的復(fù)位電路：

現(xiàn)在越來越多的MCU內(nèi)部集成了低電壓復(fù)位功能。當(dāng)使用這種單片機(jī)時(shí)，可采用外部RC硬件復(fù)位，內(nèi)部設(shè)置低電壓復(fù)位。單獨(dú)的外部RC復(fù)位并不可靠，必須結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部寄存器設(shè)置。

RC復(fù)位電路如圖所示，工作原理如下：

當(dāng)上電或+5V電源上升時(shí)，電源通過R38電阻充電。使用E4正極端的電壓上升并穩(wěn)定在+5V，因此MCU處于正常工作狀態(tài)，當(dāng)MCU電源電壓掉電或+5V跌落時(shí)，E4的端電壓便通過D1快速放電，故MCU便能立即復(fù)位。

三相電相序檢測(cè)電路：

1、電路原理圖：

在三相空調(diào)室外機(jī)上，常用到三相檢測(cè)電路來檢測(cè)三相電的相序和缺相，以達(dá)到保護(hù)壓縮機(jī)的目的。

2、器件作用及工作原理

從原理圖上可以看到，需檢測(cè)的電源是采用三相四線制方式，每一相的電壓（A、B、C相和零線之間電壓，220VAC）通過4007二極管和68K大功率電阻加到PC817光耦上，在正半周期光耦導(dǎo)通，負(fù)半周期則光耦截止；由于光耦輸出端有上拉電阻，故光耦導(dǎo)通時(shí)芯片檢測(cè)到低電平，光耦截止時(shí)芯片檢測(cè)到高電平。A、B、C三相電的相差是120°，芯片檢測(cè)到A、B、C三相的波形如上圖示。

從波形圖可以看到，芯片的三個(gè)端口均檢測(cè)到一定周期的方波，且相位相差120度。若某端口檢測(cè)不到方波信號(hào)，則說明缺相；若檢測(cè)到三相信號(hào)不是按120度相差順序變化，則說明是相序錯(cuò)誤，這是三相電壓檢測(cè)設(shè)計(jì)的基本原理。

室內(nèi)外電流環(huán)通信電路：

1、電路原理圖：

2、器件作用及工作原理

由于空調(diào)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的距離比較遠(yuǎn)，兩個(gè)芯片之間的通信不能直接相連，因此中間必須增加驅(qū)動(dòng)電路，以增強(qiáng)通信信號(hào)，抵抗外界的干擾。采用共N線電流環(huán)通信電路，可以以最低成本實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。

當(dāng)通信處于室內(nèi)發(fā)送、室外接收時(shí)，室外OUTDOOR-TXD置高電平，室外發(fā)送光耦I(lǐng)C21始終導(dǎo)通，若室內(nèi)IN-TXD發(fā)送高電平“1”，室內(nèi)發(fā)送光耦I(lǐng)C2導(dǎo)通，電流環(huán)閉合，室內(nèi)接收光耦I(lǐng)C1、室外接受光耦I(lǐng)C20導(dǎo)通，室外OUT-RXD接收高電平“1”；若室內(nèi)IN-TXD發(fā)送低電平“0”，室內(nèi)發(fā)送光耦I(lǐng)C2截止，電流環(huán)斷開，接收光耦I(lǐng)C1、IC20截止，室外OUT-RXD接收低電平“0”，從而實(shí)現(xiàn)了通信信號(hào)由室內(nèi)向室外的傳輸。同理，可分析通信信號(hào)由室外向室內(nèi)的傳輸過程。

3、維修注意事項(xiàng)：

（1）檢查E12電解電容（470uF/35V）兩端的電壓值是否為24V± 2V；

（2）檢查3W大功率電阻是否已斷路；

（3）逐個(gè)檢查所有的光耦是否均能正常工作，斷電測(cè)量輸出端阻值應(yīng)無無窮大，通電測(cè)試輸出端壓降應(yīng)在0-24V之間突變的，如果電壓固定不變化測(cè)說明光耦已損壞。

滑動(dòng)門檢測(cè)電路：

1、電路原理圖一（模擬量檢測(cè)）：

滑動(dòng)門齒條桿在門電機(jī)的帶動(dòng)下在出風(fēng)框內(nèi)部作上下運(yùn)動(dòng)，齒條桿上的擋條也同樣作上下運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)門在空調(diào)工作過程上，主要存在三種狀態(tài)：完全打開、完全關(guān)閉和上下運(yùn)行。由于齒條桿上的兩擋條是分布在桿兩頭的，故在滑動(dòng)門工作過程中不會(huì)存在兩個(gè)光電開關(guān)同時(shí)被擋條擋住的情況出現(xiàn)。下面具體闡述三種狀態(tài)下光電開關(guān)檢測(cè)電路的工作原理：

第一種狀態(tài)：完全打開。當(dāng)門由關(guān)閉打開時(shí)，齒條桿上的上擋條由出風(fēng)框頂部向下滑行并停在D301光電開關(guān)上，D301輸出端由導(dǎo)通跳變?yōu)榻刂翣顟B(tài)，D302光電開關(guān)始終處于正常導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)右邊分壓電路實(shí)際上可以等效左圖電路，通過計(jì)算可以算出此時(shí)主芯片檢測(cè)的到電壓值Ui=20KΩ*5V/30KΩ=3.33V,MCU檢測(cè)到該電壓值后，立即停止滑動(dòng)門電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，門呈完全打開狀態(tài)。

第二種狀態(tài)：完全關(guān)閉。當(dāng)門由打開狀態(tài)關(guān)閉時(shí)，齒條桿上的下?lián)鯒l由出風(fēng)框底部向上滑行并停在D302光電開關(guān)上，D302輸出端由導(dǎo)通跳變?yōu)榻刂翣顟B(tài)，D301光電開關(guān)始終處于正常導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)右邊分壓電路實(shí)際上可以等效圖3電路，通過計(jì)算可以算出此時(shí)主芯片檢測(cè)的到電壓值Ui=5.1KΩ*5V/15.1KΩ=1.69V，主芯片檢測(cè)到該電壓值后，立即停止滑動(dòng)門電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，門呈完全關(guān)閉狀態(tài)。

第三種狀態(tài)：上下運(yùn)行。門在在上下運(yùn)行過程中，齒條桿上的上下兩個(gè)擋條均位于光電開關(guān)D301、D302之外，D301和D302處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)右邊分壓電路實(shí)際上可以等效圖4電路，R12與R10并聯(lián)后（阻值為4.06KΩ）再與R9對(duì)5V進(jìn)行分壓，通過計(jì)算可以算出此時(shí)主芯片檢測(cè)的到電壓值Ui=4.06KΩ*5V/14.06KΩ=1.44V，因此當(dāng)芯片檢測(cè)到該電壓值時(shí)，主芯片認(rèn)為門正處于上下滑行中，并始終保持門驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到主芯片檢測(cè)到上述另外兩個(gè)電壓值為止。

2、電路原理圖二（數(shù)字量檢測(cè)）：

當(dāng)門由關(guān)閉狀態(tài)完全打開時(shí)，DOOR_OPEN端口由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑鳧OOR_CLOSE端口始終保持為低電平。

當(dāng)門由打開狀態(tài)完全關(guān)閉時(shí)，DOOR_ CLOSE端口由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑鳧OOR_ OPEN端口始終保持為低電平。

當(dāng)門處于上下運(yùn)行過程中時(shí)，DOOR_ OPEN和DOOR_ CLOSE均始終保持為低電平。

3、維修注意事項(xiàng)：

維修開關(guān)門故障時(shí)，如果開關(guān)門出現(xiàn)卡死，不能開關(guān)時(shí)，可能的原因是：

（1）滑動(dòng)門是否出現(xiàn)異常，導(dǎo)致門被卡死；

（2）電機(jī)損壞，判斷方法是在開機(jī)過程中用手摸電機(jī)感覺不到震動(dòng)；

（3）主控板上開關(guān)門控制繼電器損壞，判斷方法是在開機(jī)或關(guān)機(jī)過程中用萬用表測(cè)量驅(qū)動(dòng)端口對(duì)N線的控制電壓，是否220V或以上；

（4）光電開關(guān)檢測(cè)板上的光電開關(guān)出現(xiàn)故障，其判斷方法是：

用萬用表直流電壓檔檢測(cè)芯片端口的電壓去判斷，滑動(dòng)門完全打開時(shí)，端口電壓為3.33V；滑動(dòng)門為完全關(guān)閉時(shí)，端口電壓為1.69V；滑動(dòng)門在運(yùn)動(dòng)過程中端口電壓為1.44V，當(dāng)出現(xiàn)上述三個(gè)以外的電壓值時(shí)，則說明開關(guān)門檢測(cè)板或主控板的檢測(cè)電路出現(xiàn)異常；

有些機(jī)型則用萬用表測(cè)試MCU端口的檢測(cè)電壓，端口電平應(yīng)該為+5V或0V

本文來源于互聯(lián)網(wǎng)，主要參考美的相關(guān)課件。暖通南社整理編輯。

關(guān)鍵詞：