第5章　变频空调器维修

5.1　变频空调器的结构和工作原理

5.1.1　变频空调器的结构特点

图5-1为典型变频空调器的室内机部分。变频空调器室内机正面可以看到进风口、前盖、吸气栅（空气过滤部分）、显示和遥控电路板、导风板及出风口等。背部是其制冷管路、排水管和电源及连接引线。

图5-2为典型变频空调器室内机的内部结构。变频空调器室内机内部设有空气过滤部分、蒸发器、电路部分、贯流风扇组件、导风板组件等。

变频空调器的室外机主要用来控制压缩机为制冷剂提供循环动力，与室内机配合，将室内的能量转移到室外，达到对室内制冷或制热的目的。

图5-3为典型变频空调器的室外机部分。在变频空调器室外机的外面通常可以找到排风口、上盖、前盖、底座、截止阀、接线护盖等部分。

图5-4为典型变频空调器室外机的内部结构。变频空调器室外机主要由变频压缩机、冷凝器、闸阀和节流组件（电磁四通阀、截止阀、毛细管、干燥过滤器）、电路部分（控制电路板、电源电路板和变频电路板）、轴流风扇组件等组成。

5.1.2　变频空调器的电路原理

（1）变频空调器的电路关系

图5-5为变频空调器的控制关系。在室内机中，由遥控信号接收电路接收遥控信号，控制电路根据遥控信号对室内风扇电动机、导风板电动机进行控制，并对室内温度、管路温度进行检测，同时通过通信电路将控制信号传输到室外机中，控制室外机工作。

在室外机中，控制电路板根据室内机送来的信号，对室外风扇电动机、电磁四通阀等进行控制，并对室外温度、管路温度、压缩机温度进行检测；同时，在控制电路的控制下变频电路输出驱动信号驱动变频压缩机工作。另外，室外机控制电路也将检测信号、故障诊断信息以及工作状态等信息通过通信接口传送到室内机中。

变频空调器的制冷、制热循环都是在控制电路的监控下完成的，其中室内机、室外机中的控制电路分别对不同的部件进行控制，两个控制电路之间通过通信电路传递数据信号，保证空调器能够正常稳定地工作。

（2）电源电路的工作原理

空调器的电源电路主要是将交流200V电压经各功能部件后，变换处理成不同电压值的交流、直流电，分别为室内机和室外机提供所需要的工作电压。图5-6为空调器电源电路的工作过程框图。

由图可知，空调器接通电源后，交流220V电源通过连接插件为室内机电源电路供电，同时经继电器触点后，为室外机的电源电路部分供电。

交流200V电源在室内机中经降压变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等处理后，输出+12V、+5V的低压电，为空调器的室内机的控制电路提供工作电压。

交流200V电源在室外机中经滤波器、桥式整流堆整流后输出300V直流电压分别送往变频模块和室外机的开关振荡及次级输出电路，经开关振荡及次级输出电路后输出+12V和+5V直流低压，为室外机的控制电路以及其他元器件进行供电。

①室内机电源电路　图5-7为典型变频空调器（海信KFR-35GW/06ABP型）室内机电源电路图。由图可知空调器开机后，交流220V电源为室内机供电，先经滤波电容C07和互感滤波器L05滤波处理后，经熔断器F01分别送入室外机电源电路和室内电源电路板中的降压变压器。

室内机电源电路中的降压变压器将输入的交流200V电压进行降压处理后输出交流低压电，再经桥式整流电路以及滤波电容后，输出+12V的直流电压，为其他元器件以及电路板提供工作电压。

+12V直流电压经三端稳压器内部稳压后输出+5V电压，为变频空调器室内机各个电路提供工作电压。

桥式整流电路的输出为过零检测电路提供100Hz的脉冲电压，经Q01形成100Hz脉冲信号，作为电源同步信号送给微处理器。

②室外机电源电路　图5-8为典型变频空调器（海信KFR-35GW/06ABP型）室外机电源电路原理图，室外机的电源是由室内机通过导线供给的，交流200V电压送入室外机后，分成两路，一路经整流滤波后为变频模块供电，另一路经开关振荡及次级输出电路后形成直流低压为控制电路供电。

（3）控制电路

控制电路主要用于控制整机的协调运行，进而实现整机产品功能。在变频空调器中，室内机与室外机中都设有独立的控制电路，两个电路之间由电源线和信号线连接，完成供电和信息交换（室内机、室外机的通信），控制室内机和室外机各部件协调工作。

图5-9为海信KFR-35GW/06ABP型变频空调器的室内机控制电路原理图。该电路是以微处理器IC08（TMP87CH46N）为核心的自动控制电路。

图5-10为海信KFR-35GW/06ABP型变频空调器室外机的控制电路原理图。该电路是以微处理器U02（TMP88PS49N）为核心的自动控制电路。

变频空调器开机后，由室外机电源电路送来的+5V直流电压，为变频空调器室外机控制电路部分的微处理器U02以及存储器U05提供工作电压，其中微处理器U02的55脚和64脚为+5V供电端，存储器U05的8脚为+5V供电端。

室外机控制电路得到工作电压后，由复位电路U03为微处理器提供复位信号，微处理器开始运行工作。

同时，陶瓷谐振器RS01（16M）与微处理器内部振荡电路构成时钟电路，为微处理器提供时钟信号。

存储器U05（93C46）用于存储室外机系统运行的一些状态参数，例如，变频压缩机的运行曲线数据、变频电路的工作数据等；存储器在其2脚（SCK）的作用下，通过4脚将数据输出，3脚输入运行数据，室外机的运行状态通过状态指示灯指示出来。

（4）遥控电路

遥控电路将遥控器送来的人工指令进行接收，并将接收的红外光信号转换成电信号，送到空调器室内机的控制电路中执行相应的指令。

空调器室内机的控制电路将处理后的显示信号送往显示电路中，由该电路中的显示部件显示空调器的当前工作状态。

图5-11为典型变频空调器（海信KFR-35W/06ABP型）的遥控发射电路。该电路主要是由微处理器、操作电路和红外发光二极管等构成的。

遥控器通电后，其内部电路开始工作，用户通过操作按键输入人工指令，该指令经微处理器处理后，形成控制指令，然后经数字编码和调制后由19脚输出经晶体管V1、V2放大后去驱动红外发光二极管LED1和LED2，红外发光二极管LED1和LED2通过辐射窗口将控制信号发射出去，并由遥控电路接收。

图5-12为典型变频空调器（海信KFR-35W/06ABP型）遥控接收电路。电路主要是由遥控接收器、发光二极管等元器件构成的。

遥控接收器的②脚为5V的工作电压，①脚输出遥控信号并送往微处理器中，为控制电路输入人工指令信号，使空调器执行人工指令，同时控制电路输出的显示驱动信号，送往发光二极管中，显示空调器的工作状态。其中发光二极管D3是用来显示空调器的电源状态；D2是用来显示空调器的定时状态；D5和D1分别用来显示空调器的正常运行和高效运行状态。

（5）通信电路

空调器通信电路很好地反映了空调器室内机和室外机之间的通信控制关系，可从重点元器件入手，沿信号流程完成对通信电路的识读。

图5-13为典型空调器的通信电路。

（6）变频电路

变频空调器室外机变频电路的主要功能就是为变频压缩机提供驱动信号，用来调节变频压缩机的转速，实现空调器制冷剂的循环，完成热交换的功能，图5-14为变频空调器中变频电路的流程框图。

交流220V电压经变频空调器室内机电源电路送入室外机中，经室外机电源电路以及整流滤波电路后，变为300V直流电压，为智能功率模块中的IGBT供电。

同时由变频空调器室内机控制电路将控制信号送到室外机控制电路中，室外机控制电路根据控制信号对变频电路进行控制，由变频控制电路输出PWM驱动信号控制智能功率模块，为变频压缩机提供所需的变频驱动信号，变频驱动信号加到变频压缩机的三相绕组端，使变频压缩机启动运转，变频压缩机驱动制冷剂循环，进而达到冷热交换的目的。

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5.1.3　变频空调器的变频模块

变频空调器中采用的变频智能功率模块（简称变频模块）是一种混合集成电路，其内部一般集成有逆变器电路（功率输出管）、逻辑控制电路、电压电流检测电路、电源供电接口等，主要用来将直流300V电压转换成电压和频率可变的变频压缩机工作电压（30～200V、15～120Hz），是变频电路中的核心部件。图5-17为STK621-410型变频模块的实物外形。

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