空调电路基础.doc

空调电路基础（大众版2004.9)一、空调用CPUCPU是中央处理器的简称，就是我们平时所说的电脑块。CPU的端子排列如图1所示，第一个端子有标记。常见的CPU端子有28、32、40、42、64等。1、 CPU正常工作的基本条件+5V电源、复位、时钟振荡（晶体振荡）。在空调电路中，+5V电源有集成电路7805提供。复位电路有集成电路（电压在3.0V左右）和RC（电压为+4.8V）电路两种。晶体振荡一般是三个端子。2、 空调用CPU输出控制输出控制端主要有压缩机、外风机、四通阀、内风机、工作指示等，挂机还有摆风步进电机的4个控制端子，柜机有风向扫风同步电机的1个控制端子，变频空调还有通讯端子等。内风机控制输出三档风有三个CPU端子输出控制的，使用继电器调速。有一个端子控制的，使用双向可控硅调压调速，简称PG调速。控制端子输出高电位时一般为工作状态，输出电压在3-5V左右；控制端子输出低电位时为功能停止状态，输出电压近似为0。工作指示有发光管、数码管、液晶、荧光屏等。3、空调用CPU输入指令CPU输入端一般有遥控、面板按键。遥控接收头常见有金属盒屏蔽的分立总成和塑料一体封装两种，但都是有三个接线端子，分别是+5V、地、信号输出，信号输出直接或经电阻降压限流送往CPU的遥控端子。如图2为一体化塑封接收头，三个端子的顺序不尽相同。除了柜机面板按键外，挂机还有开、关、应急、调试、试运转、自动等按钮。二、空调的检测信号1、 空调的温度检测空调的温度检测信号有室内环温、室内热交管温、室外热交管温、压缩机排气温度、压缩机吸气温度、压缩机顶壳温度，其中顶壳温度采用温度开关，其他温度使用传感器检测。空调温度传感器是负温度系数热敏电阻，简称NTC，又称感温探头。其阻值随温度升高而降低，随温度降低而增大。25时的阻值为标称值。传感器的阻值各不一样。空调常用的传感器外形如图3所示，有两根引线用插头连接在CPU板上，传感器的电阻体有黑色塑封和铜色或银色金属封（又称诛封探头），塑封多用来检测环境温度，诛封多用来检测盘管温度。2、 压力检测压力检测信号有高压压力、低压压力，有压力开关检测。空调柜机室外机一般有压力开关，也有的挂机带有压力开关的。压力开关分高压和低压两种，压力正常情况下开关处于闭和状态，当超过设定的高压或低于设定低压时开关断开。高压设定的压力一般不超过2.6MPa，低压设定的压力一般不低于0.1MPa。压力开关和管路焊接在一起，有两根引线接出用插头连到电路板。3、 电压、电流检测电流检测有检流线圈完成。检流线圈的作用主要是检测空调室外或压缩机工作电流的大小，当超过额定电流时，压缩机停机保护。检流线圈其实是一个电流互感器，初级线圈为被检测的一根220V的导线，次级输出一定的交流电压，整流滤波后得一直流电压送往CPU检测端子。图4为其原理图。电压检测有降压、整流、滤波得一直流电压信号送往CPU检测端子。三相空调还有相序检测信号，一般电路也是送往CPU。三、继电器和接触器1、继电器常见的继电器为电磁式工作原理。主要用于控制外风机、四通阀、内风机、柜机扫风同步电机等。继电器的构成原理如图5所示。线圈通以直流电流，电压为+5V或+12V，开关闭和，线圈上无电压时，开关断开。原理图有的用矩形框代表线圈。并且有的原理图线圈和开关并不画在一起，而是用相同的字母标注，这在读图时要注意。图6为常见电磁继电器的实体。端子1、2为线圈，不分极性，3、4、5为触点开关，其中3为公共端子，3、4为常闭触点，即线圈不通电时3、4相通，通电时3、4断开；3、5为常开触点，即线圈不通电时3、5不通，通电时3、5接通。2、功率继电器功率继电器也是电磁继电器，允许通过的电流较大，空调电路中用于控制压缩机和电加热装置。常见功率继电器实体如图7所示。原理和图5所示一致。使用时端子1、2、3、4焊在电路板上，端子5、6用插头线连接，端子3、5，端子4、6是相通的，端子3和4是继电器常开触点，5（或6）接电源220V一端，由3（或4）焊在电路板上将电源引入电路板， 6（或5）接压缩机，控制压缩机的开停， 4（或3）焊在电路板上悬空不用。端子1、2为继电器线圈。功率继电器损坏较为常见，主要为触点接触不良使之发热烧蚀，压缩机欠压过载保护，压缩机工作一会自动停机或不能启动；也有线圈开路的。3、交流接触器柜机工作电流比起挂机电流大，因此功率继电器不能直接控制压缩机，而是间接通过交流接触器控制压缩机。交流接触器可以承受较大电流的通过，触点的通断由本身的线圈电磁控制，线圈的电压为220V。单相交流接触器原理如图8所示，有两对触点多并联使用控制压缩机。三相压缩机控制电路的交流接触器一般和热过载保护用硬的三根导线连成一体，原理图9所示。压缩机过流时，检流线圈发热到一定时候，温度达到保护设定，常闭开关断开产生过载信号有电路处理送往CPU。四、驱动元件空调普遍采用反相驱动电路将电压送到继电器线圈两端，反相驱动有三极管驱动和集成电路驱动两种。1、 三极管驱动原理如图10所示，三极管多使用9013型号，也有使用右边的驱动三极管的。当压缩机不工作时，CPU输出电压为0，三极管截止，C极电压为+12V，继电器线圈两端电压为0，触点不动；当压缩机工作时，CPU输出电压为4V（也有是0.7V）左右，三极管饱和导通，C极电压为0，继电器线圈两端电压为+12V，触点闭合，220V加到负载上。为保护驱动三极管在截止时不被继电器线圈的自感反压击穿，通常在线圈两端并联如图所示的续流二极管D；继电器的触点在接通和断开时产生火花，为消除火花烧蚀触点，在触点两端通常并联一个电容C。2、 集成电路驱动由于空调控制功能较多，现在驱动电路多由集成电路完成，常见的驱动电路是ULN2003集成电路，端子使用如图11所示。端子1-7为输入端，端子10-16为对应输出端，当从CPU来的是3-5V的工作信号时，输出端的电压基本为0，继电器线圈两端电压为+12V，触点闭和；当从CPU来的工作信号为0时，输出端的电压基本为+12V，继电器线圈两端电压为0，继电器不工作。图左边的是电路图中常用的符号，是2003的一个反相驱动部分。在许多电路图中反相符号不是画在一起的，但是一块集成电路的五、可控及光藕器件空调常用的光藕器件有光电耦合器、光藕可控硅，还有应用光藕继电器的，有叫固态继电器，电路符号如图12所示。光藕器件的实体为集成电路形状或厚膜形状，用于风机调速的双向光藕可控硅有的为双排插集成电路形状，黑色或黄白色。双向可控硅形状和三极管一样。这些元件用于通讯和调速，或变频驱动。六、压缩机控制电路1、单相压缩机单相压缩机控制电路如图13所示。CR为压缩机运行绕组，CS为压缩机启动绕组。C为控制端，R为运行端，S为启动端。工作过程：CPU的压缩机控制端子COMP输出高电压，经反相驱动输出为0，功率继电器线圈两端电压为12V，触点闭和，220V电源加在压缩机负载上，压缩机运转。2、三相压缩机三相压缩机控制电路如图14所示。压缩机三个端子为U、V、W或R、S、T，一般在压缩机的接线柱附近有字母标注。内部有三个绕组UV、VW、WU，三个绕组的阻值大小完全一样。三相压缩机的转向受相序的控制，压缩机禁止反转。所以控制电路设有相序检测电路，相序错误压缩机不得电。上述只是原理图，实际使用过程中热继电器过载和相序有不同的接法。工作过程：相序正确，CPU发出高电压的信号，经驱动电路使继电器线圈得电，继电器触点闭和，使220V电源加到交流接触器的线圈两端，接触器触点闭和，三相电加到压缩机负载上。相序不正确，CPU不发出高电压的信号。压缩机过流时，热过载保护继电器触点断开，产生电信号送入CPU。3、 压缩机过载检测压缩机的过载是指过流过热，单相压缩机的过载有过载开关或检流电路完成，过载开关位于压缩机的接线盒内或内埋于绕组内。三相压缩机的过载有过载热继电器或两相的检流电路完成，过载热继电器和交流接触器作成一体。压缩机的过载还可以检测压缩机的排气温度和顶壳温度。七、内风机控制电路1、 串电抗调速如图15为某些空调内风机调速电路原理。低风档，JK3得电，常开触点闭和，JK1、JK2不得电断开。中风档，JK2得电，常开触点闭和，JK1、JK3不得电。高风档，JK1得电，常开触点闭和，JK2、JK3不得电。中、高档风速的电源有JK3的常闭触点提供。2、 抽头调速如图16为常见空调内风机调速电路原理。JK1为低风继电器，JK2为中风继电器，JK3为高风继电器。3、 可控硅调速如图17为常见空调内风机PG调速电路原理。SCR为双向可控硅，有CPU控制驱动电路进行控制触发，可以控制电机的工作电压使转速受控。PG调速电路是闭环自动控制，所以电机的转速要送往CPU，转速由霍尔元件检测产生脉冲，霍尔元件和电机作成一体，有三个端子，分别为+12V、地、信号。PG调速电路是控制交流电的导通相位的，所以配有交流过零点检测电路。目的是CPU能自动检测触发相位。4、 直流调压调速如图18为空调内风机直流调速电路原理。电路有两块互补的厚膜集成电路输出三拍直流电，和调速电路相关的电路还有产生直流+40V电源电路、电机电流检测保护电路、电机工作电流自动控制电路，CPU输出六路控制信号。本电路控制转速为无级变速。多用于较为高档的挂机空调。 制冷量的计算所谓的空调 “匹”数，原指输入功率，包括压缩机、风扇电机及电控部分，制冷量以输出功率计算。 一般来说，1匹的制冷量大致为2000大卡，换算成国际单位应乘以1.162，故1匹之制冷量应力2000大卡x1.62=2324（）,这里的（瓦)即表示制冷量，则1.5匹的应为2000大卡x1.5x1.162=3486（），以此类推。根据此情况，则大致能判定空调的匹数和制冷