變頻空調電控板工作原理與常見故障維修

變頻空調控制器(簡稱電控板)由整流濾波電路、中央微處理器和功率晶體餐等半導體器件組成，其功率輸出部分通常采用6只IGBT管組成的IPN器件，分別組成U、V、W相，連接到壓縮機的R、S、T接線端，如圖1所示。

在波形控制中，最常用的方法是通過三角波(載波)和正弦波(調制波)比較而形成不等幅的PWM波，如圖2所示。輸出波形的振幅(相電壓)是由正弦波(調制波)的大小來調節(jié)的，其頻率可以通過改變正弦波(調制波)的頻率來改變。變頻器輸出的電壓波形是近似于正弦波的脈沖波形(方波)，由于壓縮機電機是一個感性負載，所以其工作電流是接近于連續(xù)的正弦波。

現(xiàn)以海信變頻空調為例進行分析和說明，其壓縮機的控制電路框圖如圖3所示，室內(nèi)外機的電氣控制框圖如圖4所示。

二、電壓、電流檢測電路特點與檢修
1.電壓檢測電路
電壓檢測電路是用于檢測給室外機供電的交流電源。若室外機供電電壓過低或過高，則系統(tǒng)會進行保護。檢測的主要內(nèi)容是工作電壓是否在允許的范圍內(nèi)，或在運行時電壓是否出現(xiàn)異常波動等。

由于該電路常采用互感器進行取樣檢測，故該電路的特征元件是互感器，如圖5所示，單元電路如圖6所示。

室外機的交流供電電壓經(jīng)電壓互感器T01輸人，T01的另一側輸出-交流低電壓，經(jīng)DO8~D11橋式整流，再經(jīng)R26、R28、C10濾波后，輸出一直流電壓，其電壓值與輸入的交流電成一定的函數(shù)關系，見表1。

2.直流母線電壓檢測電路

室外機上AC220V電壓通過硅橋整流和濾波電路濾波后，送到IPM模塊的P、N端。該電壓檢測電路的檢測點是直流母線的P端，通過電阻進行分壓得到一檢測直流電壓，進而對交流供電電壓進行判斷。

該檢測電路的特征元件是分壓電阻，其安裝位置在整流全橋附近，如圖7所示，局部電路如圖8所示。橋堆整流后的電壓經(jīng)電阻R2.R7、R6與R12分壓后，得到約2.8V(市電約AC220V時)的電壓送往室外機控制器中。

3.電流檢測電路
電流檢測電路是用來檢測壓縮機工作電流的，以避免過流損壞壓縮機。該電路如圖9所示，電阻R1、R56對電流信號采樣，然后送到LM358(IC1)的③腳，經(jīng)LM358比較放大后送到CPU的⑧腳。當壓縮機工作電流分別為5A、10A和15A時，LM358③腳的直流電壓分別為0.55V、1.1V、1.65V。本電路的關鍵性器件是LM358及電阻R1、R56等元件，如圖10所示。

本機還設有互感器檢測電流電路，如圖11所示，當交流電通過互感器時，互感器CT1感應出電流信號經(jīng)D6~D9整流得到-直流信號，經(jīng)R21、R22與R23分壓，E15濾波后，通過插座CN1的⑧腳(CT)送往CPU。

4.電流檢測電路故障分析
故障現(xiàn)象:一臺海信KFR-50W/39BP空調，壓縮機自動停機，風機轉。分析檢修:首先查看代碼燈LED1、LED2、LED3顯示狀態(tài)，為“亮、閃、滅”，表示電流過載保護，檢修步驟如下:
(1)將萬用表調在DC20V擋，測量電阻R14左端是否有1.5V左右的電壓(此電壓隨電流的變化而變化)，參見圖9，如果有1.5V左右電壓，說明CPU存在問題;如果沒有1.5V的電壓，說明前級IM358存在問題;若電壓為5V，說明二極管D5擊穿。
(2)測量電阻R11下端是否有0.09V左右的電壓(此電壓隨電流的變化而變化)，如果有0.09V左右電壓，說明LM358不良;如果沒有0.09V電壓說明前級的采樣電阻有問題。
(3)斷電用萬用表的電阻擋測量采樣電阻R5、R1、R56是否正常。
三、通訊電路原理與檢修
1.原理簡析
室內(nèi)、外機通訊電路如圖12所示。

AC220V電壓經(jīng)過R14、R11、R10三只電阻降壓，再經(jīng)二極管D7 半波整流，最后由穩(wěn)壓二極管ZD1穩(wěn)壓變成直流24V，電容C12、C11和電阻R3進行直流濾波，得到直流24V電壓供給室內(nèi)機通訊電路。
室內(nèi)機通過聯(lián)機線與室外機的通訊線SI連接，然后經(jīng)過PTC電阻TH1及電阻R49后，再由二極管D11整流和ZD4穩(wěn)壓，為室外機通信電路提供電源。
通訊規(guī)則:當室內(nèi)機向室外機發(fā)送信號時，內(nèi)機G(SIO)向室外機發(fā)送數(shù)據(jù)信息(高電平)，外機W(SI0)保持高電平，外機W(SI1 )接收室內(nèi)發(fā)送來的信息。
當室外向室內(nèi)發(fā)送信息，外機W(SI0)向室內(nèi)機發(fā)送數(shù)據(jù)信息(高電平)，內(nèi)機G(S10)保持高電平。內(nèi)機G (SI1) 接收室內(nèi)外發(fā)送來的信息。
在通信電路中，特征元件是光耦，且室內(nèi)機與室外機之間連有相應的控制線，如圖13所示。

[提示]在實修中發(fā)現(xiàn)，變頻空調有許多奇特故障，常常是通信電路不良所致，所以通信電路是變頻空調的檢修重點，確認通信良好是.排除故障的前提。
2.通訊故障的檢修步驟
在變頻空調中，若空調顯示屏在開機后立即或隔一段時間顯示通信異?；蚪泳€錯誤故障代碼，即出現(xiàn)通信故障時，可以按下面步驟進行檢查:(1)檢查室內(nèi)外連線、通信信號線是否存在壓接不牢、接錯或接反現(xiàn)象，用萬用表檢測信號線是否暢通。如果是連線、通信信號線壓接不牢，重新調整或壓緊;如果信號線斷路，則進行更換。
(2)檢查電源插座與空調電源插頭的火線零線、地線是否對應連接。在室內(nèi)機與室外機連接中，連接線應按照機上標注方式進行連接，如圖14所示。

(3)在確認上述檢查均正常的情況下開機，用萬用表的交流電壓擋測零線與通信線之間是否有脈動電壓，如沒有，則進行下一步檢測。
(4)拆開室內(nèi)機，用萬用表檢測控制板上通信電路中的光耦引腳有無脈沖電壓。值得一提的是 ，使用室內(nèi)機電源控制方式的機型，只有在室內(nèi)機繼電器吸合時才會向室外機傳輸信息。
(5)拆開室外機，用萬用表檢測室外機控制板上通信電路中光電耦合器是否正常，若發(fā)現(xiàn)器件不良，進行更換或更換整塊電控板。
(6)實修中可以采用室內(nèi)機、室外機分開運行的方法進行檢修，具體方法是:斷開室內(nèi)、室外機的通信線，分別給室內(nèi)機和室外機上電，看室內(nèi)機的風機是否正常運轉。室外機的單獨運行可采用短接法:即將室外機控制板短接插座CN6中的兩插針短接，如圖15所示，接通電源即可直接啟動，不需要室內(nèi)機，運行方式為制熱，壓縮機頻率為55Hz，室外風扇為中風速運行狀態(tài)。此時拔下短接插頭，室外機將轉換成制冷運行，壓縮機頻率為55Hz，室外風扇為高風速運行狀態(tài)。

如果，上述檢測確認室內(nèi)、室外機都能單獨正常運行，但連機后報通信故障，此時就可以斷定故障出在通信電路上。
3.通訊電路故障檢修實例
故障現(xiàn)象:一臺海信KFR-50L/39BP空調，在制熱狀態(tài)下，室內(nèi)機風機***。分析檢修:在制熱狀態(tài)下，室內(nèi)風機***，但在制冷狀態(tài)下室內(nèi)風機運轉正常，這說明故障出在室內(nèi)機盤管溫度傳感器電路或通訊電路中。為進-步確認，先用萬用表的DC20V擋測得管溫檢測電阻R16，上
的電壓為2.5V，正常;用手摸一下粗管感覺燙手，說明傳感器電路正常;短接室外機電控板上的插座CN6，強制啟動進入制熱狀態(tài)，室內(nèi)風機轉，這說明故障出在室內(nèi)、室外機的通訊電路中。
該系列機通訊電路的工作過程如下:首先室內(nèi)機向室外機發(fā)送信號，在室外機及壓縮機等運行正常情況下，且室內(nèi)機必須接收到室外機信號，室內(nèi)機風機才會正常運行。如果室內(nèi)機接收不到通訊信號，室內(nèi)機風機不會運轉。
經(jīng)查該機的信號線的室外機接頭接觸不良，擦拭干凈并重新固定后試機，故障排除。
四、溫度傳感器
溫度傳感器主要由負溫度系數(shù)的熱敏電阻組成，當溫度變化時，熱敏電阻值也發(fā)生變化，溫度升高，電阻值減少;溫度降低，電阻值增大。溫度傳感器在空調中位置不同，作用也略有不同，下面分別進行介紹。
1.室內(nèi)環(huán)境溫度傳感器
室內(nèi)環(huán)境溫度傳感器外形如圖16所示，安裝于室內(nèi)蒸發(fā)器進風口，由塑料件支撐，用來檢測室內(nèi)環(huán)境溫度是否達到設定值。

作用: 1)制熱或制冷時用于自動控制室內(nèi)溫度; 2)制熱時用于控制輔助電加熱器工作。
2.室內(nèi)盤管溫度傳感器
室內(nèi)盤管溫度傳感器外形如圖17所示，安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器管道上，外面用金屬管包裝，它直接與管道相接觸，所測量的溫度接近制冷系統(tǒng)溫度。

作用:冬季制熱時用作防冷風控制;夏季制冷時用來進行冷控制(防止系統(tǒng)制冷劑不足或室內(nèi)蒸發(fā)器結霜);用于控制室內(nèi)風機的速度;與單片機配合實現(xiàn)故障自診斷(各傳感器均有此功能);在制熱時輔助用于室外機除霜;在制熱時用于防過載檢測。
3.室外環(huán)境溫度傳感器
室外環(huán)境溫度傳感器外形如圖18所示，安裝在室外機散熱器上，由塑料件支撐，用來檢測室外環(huán)境溫度。

作用:室外溫度過低或過高時系統(tǒng)自動保護;制冷或制熱時用于控制室外風機速度。
4.室外盤管溫度傳感器
安裝位置:安裝在室外機散熱器上，用金屬管包裝，用來檢測室外管道溫度。
作用:制熱時用于室外機除霜;制冷或制熱時用于過熱保護或防凍結保護。
5.壓縮機排氣溫度傳感器
安裝位置:安裝在室外壓縮機排氣管上，用金屬管包裝。
作用:在壓縮機排氣管溫度過高時系統(tǒng)自動進行保護;在變頻空調中用于控制電子膨脹閥開啟度以及壓縮機運轉頻率的升降。
[提示]在25°C時，室內(nèi)盤管溫度、室內(nèi)環(huán)溫、室外環(huán)溫、室外盤管傳感器阻值約5k，壓縮機排氣溫度傳感器阻值約54k。
6.傳感器故障維修實例
故障現(xiàn)象:一臺海信KFR-50W/26VBP空調，壓縮機不啟動，風機正常運轉。分析檢修:通電后壓縮機不啟動，風機正常運轉，故障自診斷顯示(指示燈狀態(tài)為亮亮、滅)為傳感器故障。
用萬用表DC20V擋分別測量排氣、盤管及環(huán)境傳感器的分壓電阻R39及R45~R47非接地端電壓如圖19所示，實測值均為0V，正常應為2V左右(此電壓隨溫度的變化而變化)，說明傳感器開路或沒有5V電壓。因三個傳感器的電壓都為0V，三個傳感器同時開路的可能性不大。故障自診斷能顯示，說明CPU能正常工作，也就是5V供電正常，懷疑故障可能是傳感器電路供電電路有問題，導致整個傳感器電路不工作。

(2)用數(shù)字萬用表DC20V擋測電感L7兩端電壓，輸入端電壓為5V，但輸出端電壓為0V，說明L7開路，斷電后用萬用表電阻擋測L7阻值為無窮大，換新后故障排除。