变频空调器的自动控制信号输入电路主要包括市电电压检测、市电过零检测、室内环境温度检测、室外环境温度检测、室内盘管温度检测、室外盘管温度检测、压缩机排气温度检测、压缩机上部温度检测、压缩机电流检测、电动机转速检测信号等信号输入电路。压缩机电流检测信号输入电路和电动机转速检测信号输入电路在后面介绍,下面介绍其他几种检测信号输入电路的工作原理和故障检测。
1.市电电压检测电路
为了防止市电电压过高或过低给电源电路、压缩机、风扇电动机(风机)等元器件带来危害,大部分的空调器都设置了市电电压检测电路。典型的市电电压检测电路由微处理器IC1、电压互感器T1、整流管VD1~VD4、电阻R1和R2等构成,如图1-12所示。
图1-12 空调器典型的市电电压检测、过零检测电路
(1)工作原理
市电电压通过电压互感器T1检测后,从T1输出与市电电压成正比的交流电压。该电压作为取样电压通过VD1~VD4桥式整流、C1滤波产生直流电压,再通过电阻R1、R2取样,利用C1滤波,加到微处理器IC1的①脚。当①脚输入的电压过高或过低,IC1判断市电超过260V或低于160V,输出控制信号使空调器机停止工作,进入市电异常保护状态,并通过显示屏、蜂鸣器报警。
VD5是钳位二极管,它的作用是防止微处理器IC1的①脚输入的电压超过5.4V,以免R2开路使取样电压升高,导致IC1过电压损坏。
提示
部分变频空调器的市电检测电路是利用数个取样电阻对300V供电电压进行取样,产生取样电压的。部分变频空调器的市电输入范围可达到150~270V,甚至更大。
(2)常见故障与检测
该电路异常会产生空调器整机或室外机不工作,并且显示屏或指示灯显示故障代码的故障。
检测时,首先要检测市电电压是否正常,若市电电压异常,则等待市电恢复正常后使用;若市电电压正常,测微处理器IC1的①脚输入的电压是否正常。若正常,说明IC1异常;若①脚电压不正常,测滤波电容C1两端电压是否正常。若不正常,测变压器T1输出电压是否正常,若不正常,检查T1;若正常,断电后,在路检查VD1~VD4是否正常。若不正常,更换即可;若正常,检查C1。若C1两端电压正常,检查二极管VD5、R1、R2是否正常即可。
2.市电过零检测电路
为了保证双向晶闸管、固态继电器不在导通瞬间过电流损坏,需要设置市电(交流电)过零检测电路。市电过零检测电路也叫同步控制电路。典型的市电过零检测电路由变压器T2、整流管VD6~VD9、三极管VT1、电阻R3~R5和滤波电容C2组成,如图1-12所示。
(1)工作原理
市电电压通过电源变压器T2降压,利用R3、R4取样,再利用C2滤波高频干扰脉冲后,加到倒相放大器VT1的b极,经它倒相放大后,从它c极输出的50Hz交流信号就是同步控制信号。该信号作为基准信号加到微处理器IC1的②脚。IC1对②脚输入的信号检测后,确保风扇电动机供电回路中的双向晶闸管或固态继电器内的双向晶闸管在市电的过零点处导通,从而避免了双向晶闸管在导通瞬间过电流损坏,实现同步控制。
提示
许多空调器的市电过零检测电路采用全波或桥式整流电路对变压器输出的交流电进行整流,所以此类空调器的市电过零检测电路得到的过零检测信号的频率是100Hz。另外,部分空调器也会利用该电路实现市电是否断电的检测。
(2)常见故障与检测
该电路异常主要有三种情况:一是室内风扇电动机不转,有故障代码显示;二是整机不工作,有故障代码显示;三是室内微处理器不工作。
检测时,首先测微处理器IC1的②脚输入的检测信号是否正常,若正常,说明IC1异常;若②脚输入的信号不正常,说明市电过零检测电路异常。断电后,在路检查VD6~VD9、VT1是否正常,若不正常,更换即可;若正常,检查R3~R5、T2和C2即可。
3.室内环境温度检测电路
空调器典型的室内环境温度检测电路以室内微处理器IC1、存储器IC2、温度检测传感器RT1为核心构成,如图1-13所示。存储器IC2内部固化了不同温度对应的电压值,而RT1是负温度系数热敏电阻。
图1-13 空调器典型的室内环境、 室内盘管温度检测电路
(1)工作原理
在制冷期间,当室内温度高于设置温度较多时,RT1的阻值相对较小,5V电压通过RT1与R1分压取样产生的取样电压较低。该电压通过C1滤波后加到微处理器IC1①脚,被IC1识别处理后,输出控制信号使压缩机运转。随着制冷的不断进行,室温下降,当室温达到要求后,输出控制信号使压缩机停止工作,进入保温状态。保温期间,RT1的阻值随着室内温度的升高而减小,被IC1识别后,会再次控制空调器进入下一轮的制冷循环状态。
(2)常见故障与检测
室内环境温度检测电路异常后,一是会产生制冷、制热温度异常的故障;二是会产生空调器保护性停机、显示故障代码的故障。
首先,测微处理器IC1的①脚电压是否正常,若电压正常,说明IC1或IC2异常;若电压过低,检查RT1阻值是否增大,滤波电容C1是否漏电;若电压高,检查RT1是否漏电,R1阻值是否增大即可。
方法与技巧
RT1或由它和R1、C1组成的阻抗信号/电压信号变换电路异常后,可通过故障代码进行判断。另外,因RT1的阻值随温度升高而减小,所以可采用电阻法和温度法进行判断。由于RT1在一定温度时阻抗基本不变,所以怀疑RT1异常时,可在图1-13中A、B的位置(电脑板上温度传感器RT1的插座引脚的焊点)上焊接一只27kΩ的可调电阻,若调整可调电阻后,空调器能够工作,则说明RT1或它的阻抗信号/电压信号变换电路异常。
4.室内盘管温度检测电路
空调器典型的室内盘管(室内热交换器)温度检测电路以微处理器IC1、存储器IC2、温度检测传感器RT2为核心构成,如图1-13所示。存储器IC2内部固化了不同温度对应的电压值,而RT2是负温度系数热敏电阻。
(1)工作原理
制冷状态下,若室内风扇转速慢或室内空气过滤器脏,使室内热交换器无法吸收足够的热量,它内部的制冷剂不能汽化,可能会导致压缩机因液击而损坏,所以需要设置防冻结保护电路。当室内盘管温度达到或低于0℃且持续一段时间后,RT2的阻值较大,此时5V电压通过RT2、R2取样的电压较低,通过C2滤波,加到微处理器IC1的②脚,IC1将该电压与存储器IC2内存储的室内盘管冻结的电压值比较后,判断室内热交换器冻结,于是IC1输出控制信号使空调器停止工作,并通过显示屏报警该机进入防冻结保护状态。当室内热交换器的温度达到或超过6℃,解除该保护功能。
在制热初期,室内交换器温度较低,被RT2检测后,为IC1提供室内盘管温度过低的电压值,IC1不能输出室内风扇控制/驱动信号,室内风扇电动机不能运转,以免为室内吹冷风。随着制热的不断进行,室内热交换器表面的温度逐渐升高,当升高到设置值后,RT2的阻值也相应减小到设置值,被IC1识别后,输出室内风扇电动机旋转的控制信号,室内风扇电动机开始旋转,实现制热初期的防冷风控制。
在制热状态下,室内交换器温度过高会损坏室内机内的塑料部件,所以需要设置过热保护功能。当室内盘管温度高于53℃时,被RT2检测后,为IC1提供室内盘管过热的电压值,IC1输出控制信号使该机进入室内热交换器过热的保护状态。当室内热交换器温度低于48℃,解除过热保护状态。
(2)常见故障与检测
室内盘管温度检测电路异常一是会产生制冷、制热不正常的故障;二是会产生室内风扇电动机转速异常的故障;三是会产生空调器保护性停机,显示室内盘管传感器异常或室内盘管过冷、过热故障代码的故障。
首先,检查室内盘管是否过冷或过热,若是,检查过冷或过热的原因;若盘管温度正常,说明故障发生在室外盘管温度检测电路。其次,测微处理器IC1的②脚电压是否正常,若电压正常,说明IC1或IC2异常;若电压过低,检查RT2是否阻值增大,滤波电容C2是否漏电;若电压高,检查RT2是否漏电、R2是否阻值增大即可。
方法与技巧(www.daowen.com)
怀疑RT2异常时,可在图1-13中C、D的位置(电脑板上温度传感器RT2的插座引脚的焊点)上焊接一只22kΩ的可调电阻,若调整可调电阻后,空调器能够工作,则说明RT2或它的阻抗信号/电压信号变换电路异常。
5.室外环境温度检测电路
空调器典型的室外环境温度检测电路以室外微处理器U1、温度检测传感器RT1为核心构成,如图1-14所示。
(1)工作原理
在制冷期间,当室外温度高于55℃时,RT1的阻值较小,5V电压通过RT1与R1分压取样产生的取样电压较低。该电压通过C1滤波后加到微处理器U1的①脚,U1将该电压与存储器内存储的室外高温保护的电压值比较后,判断室外温度过高,于是U1输出控制信号使空调器停止工作,并通过显示屏报警该机进入室外高温保护状态。只有室外温度低于53℃,被RT1检测,为U1的①脚提供的电压符合要求后,U1输出控制信号,才使空调器进入制冷状态。
在制热期间,若室外环境温度低于-15℃时,RT2的阻值增大到一定值,此时5V电压通过RT2、R2取样的电压较低。该电压通过C2滤波后,加到U1的②脚,U1将该电压与存储器内存储的室外-15℃温度的电压值比较后,判断室外温度过低,于是U1输出控制信号,使空调器停止工作,并通过显示屏报警,该机进入室外温度过低保护状态。
另外,在制热期间,RT1将检测的信号经变换后送给U1的①脚,U1输出控制信号使室外风扇电动机根据室外温度高低判断是工作在高速运转状态,还是中速或低速运转状态。
(2)常见故障与检测
室外温度检测电路异常不仅会产生室外风扇转速异常的故障,而且会产生空调器保护性停机、显示室外温度过高故障代码等故障。
首先,测室外温度是否在正常范围,若不是,待温度正常后使用;若室外温度范围正常,测微处理器U1的①脚电压是否正常。若电压正常,说明U1或外置的存储器异常;若电压过低,查RT1阻值是否增大,滤波电容C1是否漏电;若电压高,检查RT1是否漏电、R1阻值是否增大即可。
方法与技巧
怀疑RT1异常时,可在图1-14中A、B的位置(电脑板上温度传感器RT1的插座引脚的焊点)上焊接一只22kΩ左右的可调电阻,若调整该电阻后,空调器能够工作,则说明RT1或它的阻抗信号/电压信号变换电路异常。
6.室外盘管温度检测电路
空调器典型的室外盘管温度检测电路以微处理器U1、温度检测传感器RT2为核心构成,如图1-14所示。
(1)工作原理
制冷状态下,若室外风扇转速慢或室外热交换器表面过脏,室外热交换器表面温度升高,当温度超过60℃且持续3min时,RT2的阻值迅速减小,此时5V电压通过RT2、R2取样的电压较低。该电压通过C2滤波后,加到微处理器U1的②脚,U1将该电压与存储器内存储的室外盘管过热的电压值比较后,判断热交换器过热,于是U1输出控制信号使空调器停止工作,并通过显示屏报警该机进入室外热交换器过热保护状态。当室外热交换器表面的温度低于48℃时,RT2的阻值增大,为U1的②脚提供的电压减小,被U1识别后,控制空调器进入工作状态。
图1-14 空调器典型的室外环境、室外盘管、 排气温度、压缩机顶部温度检测电路
另外,室外盘管温度检测电路还在制冷期间配合室外温度传感器对室外风扇的转速进行控制。
(2)常见故障与检测
室外盘管温度检测电路异常不仅会产生制冷、制热不正常的故障,而且会产生空调器保护性停机、显示室外盘管过冷或过热故障代码的故障。
其次,检查室外盘管是否过冷或过热,若是,检查过冷或过热的原因;若盘管温度正常,说明故障发生在室外盘管温度检测电路。其次,测微处理器U1的②脚电压是否正常,若电压正常,说明U1或外置的存储器异常;若电压过低,查RT2是否阻值增大,滤波电容C2是否漏电;若电压高,检查RT2是否漏电、R2是否阻值增大即可。
方法与技巧
怀疑RT2异常时,可在图1-14中C、D的位置(电脑板上温度传感器RT2的插座引脚的焊点)上焊接一只20kΩ左右的可调电阻,若调整可调电阻后,空调器能够工作,则说明RT2或它的阻抗信号/电压信号变换电路异常。
7.压缩机排气温度检测电路
空调器典型的压缩机排气温度检测电路以室外微处理器U1、温度检测传感器RT3为核心构成,如图1-14所示。
(1)工作原理
当压缩机排气管温度在108~115℃的范围时,RT2的阻值较小,此时5V电压通过RT3、R3取样的电压较低。该电压通过C3滤波后,加到微处理器U1的③脚,U1将该电压与存储器内存储的压缩机排气温度的电压值比较后,以每3min降一挡的速度降低频率运行,直到排气温度降低到100℃为止。当温度仍然为115℃,并且持续时间达到3min时,U1判断压缩机排气温度过高,于是U1输出控制信号使空调器停止工作,并通过显示屏报警该机进入压缩机排气温度过高保护状态。当压缩机排气温度低于80℃时,RT3的阻值增大,为U1的③脚提供的电压减小,被U1识别后,控制空调器进入工作状态。
提示
部分空调器的压缩机排气管温度达到110℃时,就会进入压缩机排气管过热保护状态。
(2)常见故障与检测
压缩机排气温度检测电路异常不仅会产生制冷、制热不正常的故障,而且会产生空调器保护性停机、显示压缩机排气温度过高故障代码的故障。
首先,检查压缩机排气管温度是否过高,若过高,检查过高的原因;若排气管温度正常,说明排气管温度检测电路异常。其次,测微处理器U1的③脚电压是否正常,若电压正常,说明U1或外置的存储器异常;若电压过低,查RT3是否阻值增大,滤波电容C3是否漏电;若电压高,检查RT3是否漏电、R3是否阻值增大即可。
方法与技巧
怀疑RT3异常时,可在图1-14中E、F的位置(电脑板上温度传感器RT3的插座引脚的焊点)上焊接一只22kΩ的可调电阻,若调整可调电阻后,空调器能够工作,则说明RT3或它的阻抗信号/电压信号变换电路异常。
8.压缩机顶部温度检测电路
空调器典型的顶部温度检测电路以室外微处理器U1、机械型(双金属片型)过热保护器为核心构成,如图1-14所示。
(1)工作原理
压缩机顶部温度正常时,过热保护器的触点接通,使微处理器U1的④脚电位为低电平,被U1检测后,控制空调器进入工作状态。当压缩机因供电异常或制冷系统异常温度升高并超过120℃时,过热保护器断开,被U1检测后,U1输出控制信号使空调器停止工作,进入压缩机过热或过载保护状态,并通过显示屏或指示灯显示故障代码。当压缩机顶部的温度低于105℃时,过热保护器的触点再次接通,被U1识别后,会控制空调器再次工作。
(2)常见故障与检测
压缩机顶部温度检测电路异常不仅会产生制冷、制热不正常的故障,而且会产生空调器保护性停机、通过指示灯或显示屏显示压缩机上部过热故障代码的故障。
首先,检查压缩机顶部温度是否过高,若是,检查过高的原因;若不是,说明温度过高保护电路误动作。其次,测微处理器U1的④脚电压是否正常,若电压正常,说明微处理器U1或外置的存储器异常;若电压不正常,检查过热保护器和微处理器。
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