变频空调电控板工作原理与常见故障维修

变频空调控制器(简称电控板)由整流滤波电路、中央微处理器和功率晶体餐等半导体器件组成，其功率输出部分通常采用6只IGBT管组成的IPN器件，分别组成U、V、W相，连接到压缩机的R、S、T接线端，如图1所示。

在波形控制中，最常用的方法是通过三角波(载波)和正弦波(调制波)比较而形成不等幅的PWM波，如图2所示。输出波形的振幅(相电压)是由正弦波(调制波)的大小来调节的，其频率可以通过改变正弦波(调制波)的频率来改变。变频器输出的电压波形是近似于正弦波的脉冲波形(方波)，由于压缩机电机是一个感性负载，所以其工作电流是接近于连续的正弦波。

现以海信变频空调为例进行分析和说明，其压缩机的控制电路框图如图3所示，室内外机的电气控制框图如图4所示。

二、电压、电流检测电路特点与检修
1.电压检测电路
电压检测电路是用于检测给室外机供电的交流电源。若室外机供电电压过低或过高，则系统会进行保护。检测的主要内容是工作电压是否在允许的范围内，或在运行时电压是否出现异常波动等。

由于该电路常采用互感器进行取样检测，故该电路的特征元件是互感器，如图5所示，单元电路如图6所示。

室外机的交流供电电压经电压互感器T01输人，T01的另一侧输出-交流低电压，经DO8~D11桥式整流，再经R26、R28、C10滤波后，输出一直流电压，其电压值与输入的交流电成一定的函数关系，见表1。

2.直流母线电压检测电路

室外机上AC220V电压通过硅桥整流和滤波电路滤波后，送到IPM模块的P、N端。该电压检测电路的检测点是直流母线的P端，通过电阻进行分压得到一检测直流电压，进而对交流供电电压进行判断。

该检测电路的特征元件是分压电阻，其安装位置在整流全桥附近，如图7所示，局部电路如图8所示。桥堆整流后的电压经电阻R2.R7、R6与R12分压后，得到约2.8V(市电约AC220V时)的电压送往室外机控制器中。

3.电流检测电路
电流检测电路是用来检测压缩机工作电流的，以避免过流损坏压缩机。该电路如图9所示，电阻R1、R56对电流信号采样，然后送到LM358(IC1)的③脚，经LM358比较放大后送到CPU的⑧脚。当压缩机工作电流分别为5A、10A和15A时，LM358③脚的直流电压分别为0.55V、1.1V、1.65V。本电路的关键性器件是LM358及电阻R1、R56等元件，如图10所示。

本机还设有互感器检测电流电路，如图11所示，当交流电通过互感器时，互感器CT1感应出电流信号经D6~D9整流得到-直流信号，经R21、R22与R23分压，E15滤波后，通过插座CN1的⑧脚(CT)送往CPU。

4.电流检测电路故障分析
故障现象:一台海信KFR-50W/39BP空调，压缩机自动停机，风机转。分析检修:首先查看代码灯LED1、LED2、LED3显示状态，为“亮、闪、灭”，表示电流过载保护，检修步骤如下:
(1)将万用表调在DC20V挡，测量电阻R14左端是否有1.5V左右的电压(此电压随电流的变化而变化)，参见图9，如果有1.5V左右电压，说明CPU存在问题;如果没有1.5V的电压，说明前级IM358存在问题;若电压为5V，说明二极管D5击穿。
(2)测量电阻R11下端是否有0.09V左右的电压(此电压随电流的变化而变化)，如果有0.09V左右电压，说明LM358不良;如果没有0.09V电压说明前级的采样电阻有问题。
(3)断电用万用表的电阻挡测量采样电阻R5、R1、R56是否正常。
三、通讯电路原理与检修
1.原理简析
室内、外机通讯电路如图12所示。

AC220V电压经过R14、R11、R10三只电阻降压，再经二极管D7 半波整流，最后由稳压二极管ZD1稳压变成直流24V，电容C12、C11和电阻R3进行直流滤波，得到直流24V电压供给室内机通讯电路。
室内机通过联机线与室外机的通讯线SI连接，然后经过PTC电阻TH1及电阻R49后，再由二极管D11整流和ZD4稳压，为室外机通信电路提供电源。
通讯规则:当室内机向室外机发送信号时，内机G(SIO)向室外机发送数据信息(高电平)，外机W(SI0)保持高电平，外机W(SI1 )接收室内发送来的信息。
当室外向室内发送信息，外机W(SI0)向室内机发送数据信息(高电平)，内机G(S10)保持高电平。内机G (SI1) 接收室内外发送来的信息。
在通信电路中，特征元件是光耦，且室内机与室外机之间连有相应的控制线，如图13所示。

[提示]在实修中发现，变频空调有许多奇特故障，常常是通信电路不良所致，所以通信电路是变频空调的检修重点，确认通信良好是.排除故障的前提。
2.通讯故障的检修步骤
在变频空调中，若空调显示屏在开机后立即或隔一段时间显示通信异常或接线错误故障代码，即出现通信故障时，可以按下面步骤进行检查:(1)检查室内外连线、通信信号线是否存在压接不牢、接错或接反现象，用万用表检测信号线是否畅通。如果是连线、通信信号线压接不牢，重新调整或压紧;如果信号线断路，则进行更换。
(2)检查电源插座与空调电源插头的火线零线、地线是否对应连接。在室内机与室外机连接中，连接线应按照机上标注方式进行连接，如图14所示。

(3)在确认上述检查均正常的情况下开机，用万用表的交流电压挡测零线与通信线之间是否有脉动电压，如没有，则进行下一步检测。
(4)拆开室内机，用万用表检测控制板上通信电路中的光耦引脚有无脉冲电压。值得一提的是 ，使用室内机电源控制方式的机型，只有在室内机继电器吸合时才会向室外机传输信息。
(5)拆开室外机，用万用表检测室外机控制板上通信电路中光电耦合器是否正常，若发现器件不良，进行更换或更换整块电控板。
(6)实修中可以采用室内机、室外机分开运行的方法进行检修，具体方法是:断开室内、室外机的通信线，分别给室内机和室外机上电，看室内机的风机是否正常运转。室外机的单独运行可采用短接法:即将室外机控制板短接插座CN6中的两插针短接，如图15所示，接通电源即可直接启动，不需要室内机，运行方式为制热，压缩机频率为55Hz，室外风扇为中风速运行状态。此时拔下短接插头，室外机将转换成制冷运行，压缩机频率为55Hz，室外风扇为高风速运行状态。

如果，上述检测确认室内、室外机都能单独正常运行，但连机后报通信故障，此时就可以断定故障出在通信电路上。
3.通讯电路故障检修实例
故障现象:一台海信KFR-50L/39BP空调，在制热状态下，室内机风机***。分析检修:在制热状态下，室内风机***，但在制冷状态下室内风机运转正常，这说明故障出在室内机盘管温度传感器电路或通讯电路中。为进-步确认，先用万用表的DC20V挡测得管温检测电阻R16，上
的电压为2.5V，正常;用手摸一下粗管感觉烫手，说明传感器电路正常;短接室外机电控板上的插座CN6，强制启动进入制热状态，室内风机转，这说明故障出在室内、室外机的通讯电路中。
该系列机通讯电路的工作过程如下:首先室内机向室外机发送信号，在室外机及压缩机等运行正常情况下，且室内机必须接收到室外机信号，室内机风机才会正常运行。如果室内机接收不到通讯信号，室内机风机不会运转。
经查该机的信号线的室外机接头接触不良，擦拭干净并重新固定后试机，故障排除。
四、温度传感器
温度传感器主要由负温度系数的热敏电阻组成，当温度变化时，热敏电阻值也发生变化，温度升高，电阻值减少;温度降低，电阻值增大。温度传感器在空调中位置不同，作用也略有不同，下面分别进行介绍。
1.室内环境温度传感器
室内环境温度传感器外形如图16所示，安装于室内蒸发器进风口，由塑料件支撑，用来检测室内环境温度是否达到设定值。

作用: 1)制热或制冷时用于自动控制室内温度; 2)制热时用于控制辅助电加热器工作。
2.室内盘管温度传感器
室内盘管温度传感器外形如图17所示，安装在室内蒸发器管道上，外面用金属管包装，它直接与管道相接触，所测量的温度接近制冷系统温度。

作用:冬季制热时用作防冷风控制;夏季制冷时用来进行冷控制(防止系统制冷剂不足或室内蒸发器结霜);用于控制室内风机的速度;与单片机配合实现故障自诊断(各传感器均有此功能);在制热时辅助用于室外机除霜;在制热时用于防过载检测。
3.室外环境温度传感器
室外环境温度传感器外形如图18所示，安装在室外机散热器上，由塑料件支撑，用来检测室外环境温度。

作用:室外温度过低或过高时系统自动保护;制冷或制热时用于控制室外风机速度。
4.室外盘管温度传感器
安装位置:安装在室外机散热器上，用金属管包装，用来检测室外管道温度。
作用:制热时用于室外机除霜;制冷或制热时用于过热保护或防冻结保护。
5.压缩机排气温度传感器
安装位置:安装在室外压缩机排气管上，用金属管包装。
作用:在压缩机排气管温度过高时系统自动进行保护;在变频空调中用于控制电子膨胀阀开启度以及压缩机运转频率的升降。
[提示]在25°C时，室内盘管温度、室内环温、室外环温、室外盘管传感器阻值约5k，压缩机排气温度传感器阻值约54k。
6.传感器故障维修实例
故障现象:一台海信KFR-50W/26VBP空调，压缩机不启动，风机正常运转。分析检修:通电后压缩机不启动，风机正常运转，故障自诊断显示(指示灯状态为亮亮、灭)为传感器故障。
用万用表DC20V挡分别测量排气、盘管及环境传感器的分压电阻R39及R45~R47非接地端电压如图19所示，实测值均为0V，正常应为2V左右(此电压随温度的变化而变化)，说明传感器开路或没有5V电压。因三个传感器的电压都为0V，三个传感器同时开路的可能性不大。故障自诊断能显示，说明CPU能正常工作，也就是5V供电正常，怀疑故障可能是传感器电路供电电路有问题，导致整个传感器电路不工作。

(2)用数字万用表DC20V挡测电感L7两端电压，输入端电压为5V，但输出端电压为0V，说明L7开路，断电后用万用表电阻挡测L7阻值为无穷大，换新后故障排除。