美的数智星系列变频空调电路原理分析 (美的智能星)

美的“数智星”系列变频空调采用数字直流电机，可在Hz～Hz的低频范围内启动，并实现无级调速，具有效率高、节能等优点，主要机型有KFR-CBPY、KFR-GWCBPY、KFR-6I1BPY、KFR-GW等。该系列空调的控制板电路基本相同，下面对各单元电路的工作原理进行分析。一、室内机电路1．主电源电路接通市电后，ACV电压经保险管FS1、压敏电阻ZNR1、电容C1和C2、电感LF过流保护和高频滤波后，第一路经接线柱L、N送往室外机主电源电路的输入端，如图1所示，并与通讯电路相连，组成通讯传输线路的室内机部分；第二路通过A，B两端送往室内机辅助电源电路，第三路通过插座送往室内风机控制电路。

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2．室内风机控制电路主控芯片（又称单片机）IC3（UPD）在内部程序的控制下，从①脚输出室内风机控制信号，并由三极管Q4和双向可控硅光耦IC（TLP）进行控制，可实现室内风机（FAN）的运转、停转及无级调速等功能。当IC3①脚输出高电平时，Q4导通，IC内部发光管导通，其发光强度控制内部双向可控硅的导通程度，从而进一步控制室内风机的工作状态和运转速度。另外，室内风机的转速还受反馈电路控制，当风机转速信号通过R、C反馈到IC脚后，其内部风机转速检测电路则按照风机运转状况来确定风机转速。从而准确控制风机的转速。3.辅助电源电路

上电后，ACV电压加到电源变压器T1的初级，如图2所示，其次级线圈输出的两路低压交流电：一路经插件CN5①、②脚加到整流桥堆IC6的①、②脚上，经IC6、C8和C整流、滤波后，输出V电压，给换气风机（M2）供电；另一路经插件CN5①、②脚加到整流桥堆IC7①、②脚上，整流后再经三端稳压块IC4（）和IC5（）、C9～C和C～C滤波、稳压，输出稳定的＋V和＋5V电压，分别给继电器、步进电机、蜂鸣器、主控芯片、按键和显示等电路供电。4．过零检测电路该电路一是检测供电电压是否正常，二是为双向可控硅提供同步触发信号。T1次级绕组输出低压交流电，经D7、D8整流后，输出频率约为Hz的脉动电压，经R～R分压后的正弦交流信号加给三极管Q3的b极，当b极电压大于0.7V时，Q3导通，C通过Q3进行放电，IC3的脚得到一个低电平；当b极电压小于0.7V时，Q3截止，＋5V电压通过R7对C进行充电，于是IC脚便得到了一个周期为ms的（高电平）过零触发信号。5．遥控信号接收与显示电路当遥控接收头REV接收到*发出的透视信号时，其③脚输出的信号送给主控芯片IC脚，IC3内部电路将遥控指令进行译码，输日瑚应的控制信号。并在*作*的同时，IC3输出脉冲信号，即蜂鸣器发出“嘀”声一次。在开机过程中。蜂鸣器发出“嘀”声二次作为应答声，从而实现遥控*作功能。显示电路主要由发光二极管LED1～LED5组成，它们分别由IC3的⑨～、、脚直接驱动，高电平有效。6．主控芯片电路

该机的室内单片机主控芯片电路如图3所示，IC3的、、、脚接＋5V电源；、、、、脚为接地端；①脚为室内风机（FAN）驱动信号接口，高电平有效，通过Q4、IC控制室内风机的运转及速度（参见图1）；②脚为换气风机（M2）驱动信号接口，高电平有效，通过Q1控制换气风机运转；⑨～、、脚为面板发光二极管LED1LED5驱动信号接口，高电平有效，分别控制面板上的5只发光二极管（参见图2）；、脚分别为强制制冷和强制制热信号接口，在无*或加注制冷剂的情况下，按应急开关后启动空调；、～脚为快检信号和PCB自检信号接口，低电平进行快检和自检，在检修时分别断开或接通J1～J4可观察空调的运行情况来分析判断故障部位和原因；、脚分别为室内与室外机串行通讯输入和输出接口：、脚分别为室内环境温度和盘管温度传感器信号接口，分别控制室内温度和监测盘管温度，并在制热时起到防止送冷风的作用：脚为复位信号输入端口，通过IC在上电状态下产生低电平信号使IC3复位；、脚为晶振信号输入端，其内部电路与晶体XT1组成晶振电路，产生频率为4.MHz的振荡信号；脚为过零检测信号输入端口；脚为风速检测信号输入端口；脚为遥控信号输入端口；、脚为存储器的数据信号线端口，与存储器IC9相连；脚为蜂鸣器B1驱动信号端口，通过IC8驱动蜂鸣器发出声音；～脚为步进电机（M1）驱动信号端口，通过IC8驱动步进电机运转。7．换气风机控制电路为了让用户室内保持新鲜的空气，该空调设计了换气功能。由IC3②脚输出换气风机控制信号，当输出高电平时，经R送到Q1的b极，QI导通，驱动换气风机（M2）运转，从而实现室内与室外空气交换。8．上电复位电路该电路主要是为室外机主控芯片中的CPU提供复位信号，在空调上电时起到延时输出作用；在正常工作时，监视电源电压，若有异常或在电路受到干扰时，给CPU提供复位电平信号，以消除这些不利因素给CPU带来的影响。IC脚为上电复位脚，低电平复位。当复位块IC②脚得到＋5V电源时，内部电路对其进行比较，如果IC①脚电压低于4V，则IC脚电压也将低于4V，IC3内部电路复位。正常时，IC3复位后其脚为高电平。9．室内机驱动电路室内机驱动电路主要控制步进电机和蜂鸣器，由反相驱动器IC8（）、步进电机（M1）、蜂鸣器B1及主控芯片IC3组成。IC8①～⑦脚为信号输入端，～脚为信号输出，⑧脚为接地端，⑨脚为直流电源端。其中，①脚对应脚，②脚对应脚，依次类推。当IC3的～训砂脚中某脚输出高电平时，IC8对应信号输入端为高电平，则其对应输出端为低电平，从而控制步进电机（M1）及蜂鸣器B1正常工作。．室内机温度传感器电路该电路分为室内环境温度传感器电路和室内盘管温度传感器电路，其作用是利用温度传感器（均为负温度系数热敏电阻）将温度转化为电压信号，并送给IC3，作为调节压缩机运转频率的依据。环境温度传感器为塑封*，固定在电路板盒与蒸发器的旁边，与电阻R2、R组成分压取样电路。在转换制冷或制热状态时，将随温度变化的电平值供给IC脚，主控芯片根据⑩脚输入电平与设定室内温度值进行比较，自动调节压缩机的运转频率，进而控制室内温度。室内盘管温度传感器为铜封*，固定在蒸发器盘管预留的外部小铜管中，与电阻R、R组成分压取样电路。在转换制热状态时，盘管温度传感器与环温传感器配合控制室内温度，并具有防止送冷风或调节室内风机转速的作用。二、室外机电路1．主电源电路

ACV电压从接线柱JP1的②脚（L），③脚（N）输入，如图4所示，经过保险管FS1与高频滤波电路后，一路经继电器RL1和RL2给四通换向阀（4-WAY）和室外风机（M1）供电，另一路给电压互感器T3初级线圈供电，第三路经PTC1，继电器RL3、电流互感器L2初级线圈给整流桥堆DB1①、②脚供电，DB1整流后的直流脉动电压经L1、C、T2、C7、C和C、C滤波后，输出约＋V的直流电压，分别送到电源模块CZ3的电源输入端和变频模块TM的N、P端。放电管AS1与压敏电阻ZNR1和ZNR2组成过压保护电路，主要起防止异常高压及雷击损坏后级元件的作用；T、Cl和C2、C4和IC5组成高频滤波电路，起抗干扰作用。2.辅助电源电路电源模块CZ3输出＋V电压，一路直接给CZ3内部驱动电路供电；另一路分别给继电器RL1～RL3、驱动块IC3等供电；第三路经稳压块U1（）稳压后输出稳定的＋5V电压，如图5所示，分别给室外机主控芯片电路、复位电路、温度传感器电路及通讯电路等供电。

3．主控芯片电路

室外机主控芯片电路如图6所示，IC1（MB）的、、脚接＋5V电源；③、、、、、脚为接地端；①、脚分别为室外机与室内机串行通讯输出和输入接口；④～⑨脚为IPM控制信号输出端；⑩脚为电压检测信号输入端；～脚分别为排气温度传感器、盘管温度传感器和环境温度传感器检测信号输入端；脚为电流检测信号输入端；脚为压缩机过热保护信号输入端；脚为变频模块TM保护电路的信号反馈输入端，该信号通过CZ3的⑩脚内部光耦隔离；⑤脚为复位信号输入端；、脚为晶振信号输入端，其内部电路与晶体XTALl组成晶振电路，产生频率为MHz的振荡信号；、脚为快检信号和PCB自检信号接口，当其为低电平时，进行快检和自检，在检修时可分别断开或接通J1、J2，并视空调的运行情况来分析判断故障原因；、、、脚分别输出高电平，通过驱动块IC3反相后，驱动继电器RL1～RL3和指示灯LED4。4．上电复位电路该电路与室内机上电复位电路基本相同，IC脚为上电复位端，低电平复位。当复位块IC2（）②脚得到＋5V电源时，内部电路对其进行比较，如果IC2①脚电压低于4V，则IC脚电压低于4V、IC1内部电路复位。IC1复位后，其脚为高电平。5．电压检测电路该电路主要是检测电源电压的高低，若过高或过低时，通过继电器RL3控制后级电路，对压缩机及室外风机等进行保护。ACV电压经电压互感器T3、D4、C、R降压、整流、滤波、分压取样后，得到随电源电压变化的电压送到IC脚，与CPU内部设定值进行比较。本型机工作电压范围设定值为ACV～V。当工作电压低于ACV或高于ACV时，CPU发出欠压或过压保护指令，压缩机停止运转，并在室内机上显示故障代码。6．电流检测电路该电路主要是检测室外机的工作电流，并在工作电流过大时实施整机保护，以防止因电流过大而损坏压缩机。当继电器RL3吸合时，电流互感器L2次级的感应电压随负载电流的增大而上升，并经D2、R和R、C和C整流、分压取样、滤波后，送给IC1的⑩脚与CPU内部的设定值进行比较，当IC脚电压大于3.V时，CPU发出过流保护命令，并由室内机显示故障代码。7．室外机温度传感器电路该电路是利用热敏电阻对在不同温度下的阻值不同这一特点，将温度转换成相应的电压信号，然后送到IC1的对应引脚，使之实时检测室外机各工作点的温度，为主控芯片电路提供各种参考数据。该型机有室外环境温度（OUTTEMP）检测、室外盘管温度（EVP）检测、压缩机排气温度（CPTEMP）检测、压缩机过热保护（THERMO）电路。插件CN3①、②脚接室外机环境温度传感器，经R1和R5、C9分压取样，检测信号送给IC1的脚；CN3③、④脚接室外机盘管温度传感器，经R2和R4、C分压取样，检测信号送给IC1的⑩脚；插件CN4①，②脚接压缩机排气温度传感器，经R3和R6，C分压取样，检测信号送给IC1的脚；插件CN5①、②脚接压缩机过热保护传感器（双金属片开关），经R8和R、R分压取样，检测信号送给IC1的脚。8．室外机驱动电路该电路包括四通换向阀转换电路、室外风机控制电路、变频模块大电流启动电路和指示灯电路。IC1的、、、脚输出各路控制信号，经驱动块IC3反相驱动后，由IC3⑩、、、脚输出低电平，控制继电器RL1～RL3吸合和指示灯LED4点亮。其中，IC3⑩脚通过控制继电器RL1的通断来驱动四通换向阀；IC脚通过控制继电器RL2的通断来驱动室外风机M1；IC脚为TM大电流启动驱动端，控制继电器RL3的通断，RL3吸合时为大电流启动状态，将PTC1启动器短路；IC脚为指示灯LED4驱动端，输出低电平时LED4点亮。9．压缩机驱动电路该电路主要一由光电隔离电路CZ3（CON）和变频模块（TM）组成。IC1发出IPM控制指令，采用脉宽调制（PWM）方式，用来改变各路控制脉冲的占空比，从而使压缩机实现变频运转。IC1④～⑨脚发出IPM控制命令，通过CZ3内部六只光电耦合器隔离后送给TM的①～6脚，分别控制TM内部六个大功率晶体管的通／断，并由TM三相交流输出端U、V、W输出相位差°的变频正弦波电压，控制变频压缩机运转。另外，CZ3⑩脚（内置一只光电耦合器）为欠压、过流、过热、短路保护输出端，当TM出现某种故障时，CZ3⑩脚输出故障信号给IC1②脚，CPU作出判断后发出停机命令，并由室内机显示故障代码。三、通讯电路室内与室外机之间的通讯采用半双工异步串行通讯方式，其电路主要由IC1、IC2、IC5、C6这四只光电耦合器组成，参见图1和图5，它们在电路中起到隔离市电的作用。室内机IC脚为通讯电路的接收端，脚为通讯电路的发射端；室外机IC1①脚为通讯电路的发射端，脚为通讯电路的接收端。为了简化电路，用室内机与室外机供电的零线（N端子）作为一根通讯线，另一根通讯线（S端子）通过CN7与室外机相连接。在通讯电路正常工作时，室内机ACV交流电压经D1、R1和R2、C3和C4、CW1*整流、滤波、稳压后输出＋V电压，给室内机通讯电路供电。由室外机ACV电压经D3、R、C、CW1和CW2*整流、滤波、稳压后输出＋V电压，给室外机通讯电路供电，并在通讯线上形成约DCV电压，作为室内、室外机串行通讯的载波信号。自动关机现象均是在图像亮度较高时出现，这似乎与ABL电路有关，但前面已经仔细观察过ABL电路没有出现问题。断开ABL电路试机，故障依旧。怀疑电源的供电能力不足，因为CQRT有过电流保护功能，CRT彩电在亮度较高时工作电流增加，从而导致其进入了保护状态。对比新旧电源膜块，型号一样，且新电源膜块用在一台英寸普通彩电上完全正常。查看膜块的后缀字母，发现旧芯片上有“BH"字样，估计是批号，新芯片一块批号是“DBAA”，另一块是“DBAC”，这些字母和下面型号字母“CQRT”中间有一条打磨过的痕迹。该系例厚膜块有CQ/////多种型号，其输出功率（在交流电压为V时）分别是W、W、W、W、W、W。重新购买一块型号为CQRT的厚膜块换上，故障机修到这里，终于修好值得探讨。。估计原购的两块CQRT的输出功率偏小，不像是真正的CQRT，所标注型号应是*商家打磨后的虚标型号，真正型号可能是CQRT或CQRT。