海信KFR-26GW/77ZBP变频空调电路原理与分析

海信空调 2020-01-28 19:23:34

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。