作者：李志锋
出版社：机械工业出版社
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全彩图解变频空调器电控系统维修试读：
前言
近几年来，变频空调器由于具有明显的节能性和舒适性已成为了市场的主流产品，很多产品也已经进入了维修期，随之而来的是维修服务需求的大量增加。并且变频空调器每年都会有大量的新机型、新技术不断涌现，更新迭代的速度也在不断加快。新进入的维修人员有希望在短期内掌握变频空调器维修基本技能的需求，原有的维修人员也有提高维修技术、掌握新方法和新技术的需求。本套丛书正是为了满足这些需求而编写的。
本套丛书共分为三本，分别为《全彩图解变频空调器维修极速入门》《全彩图解变频空调器电控系统维修》和《全彩图解变频空调器维修实例精解》。
本套丛书从入门（基础）—电控（提高）—实例（精通）三个学习层次，逐步深入，覆盖变频空调器维修所涉及的各种专项知识和技能，满足一线维修人员的需求，构建了完整的知识体系。本套丛书的作者有超过10年的空调器维修经验，并在多个大型品牌空调器售后服务部门工作过，书中内容源于自己长期实践经验的总结，很多内容在其他同类书中很难找到，非常有价值。另外，本套丛书都提供免费的维修视频供读者学习使用，内容涉及变频空调器维修实际操作技能，能够帮助读者快速掌握相关技能。读者可通过“机械工业出版社E视界”微信公众号下载该视频。《全彩图解变频空调器电控系统维修》是本套丛书中的一本，重点介绍变频空调器电控系统维修知识，主要内容包括变频空调器元器件、模块和变频压缩机，变频空调器单元电路对比和通信电路，交流变频空调器室内机和室外机电路，直流变频空调器室内机和室外机电路。
需要注意的是，为了与电路板上实际元器件文字符号保持一致，书中部分元器件文字符号未按国家标准修改。本书测量电子元器件时，如未特别说明，均使用数字万用表。
本书由李志锋主编，参与本书编写并为本书编写提供帮助的人员有周涛、李嘉妍、李明相、班艳、刘提、刘均、金闯、李佳静、金华勇、金坡、李文超、金科技、高立平、辛朝会、王松、陈文成、王志奎等。值此成书之际，对他们所做的辛勤工作表示衷心的感谢。
由于作者能力水平所限，加之编写时间仓促，书中错漏之处难免，希望广大读者提出宝贵意见。作者
第一章 变频空调器通用元器件和主要元器件
第一节 通用元器件
变频空调器是在定频空调器的基础上升级而来，因此很多元器件既可以在定频空调器中使用，也可以在变频空调器中使用，本节介绍比较常见的通用元器件。
一、遥控器
1.结构
遥控器是一种远控机械的装置，遥控距离≥7m，内部结构见图1-1，由主板、显示屏、按键、后盖、前盖、电池盖等组成，控制电路单设有1个CPU，位于主板背面。图1-1 遥控器结构
2.供电
遥控器供电通常使用2节AAA电池，每节电池电压为直流1.5V，2节共3V；早期遥控器通常使用5号电池，目前则通常使用7号电池。
3.晶振电路和键盘电路
品牌遥控器晶振电路通常使用2个晶振：见图1-2左图，1个频率为4MHz，产生的脉冲信号经8次分频，得出38kHz的载波脉冲频率，遥控器发射的信号就是调制在38kHz载波频率上向外发送；1个频率为32.768kHz，产生32.768kHz的脉冲信号，主要供CPU晶振（时钟）电路使用。
见图1-2右图，键盘电路由按键和电路板上的按键矩阵电路组成；按键上面的黑点为导电胶，正常阻值为40～150Ω，常用的按键如“开关”“温度加”“温度减”等，通常会增加导电胶的个数或面积，以增加使用寿命；电路板上的按键矩阵电路每个开关，都有2根引线连接CPU的引脚；当按下按键时，导电胶使开关导通，也就是说CPU的其中2个引脚相通，CPU根据相通的引脚判断出按键的信息（如“开关”）。图1-2 晶振电路和键盘电路
4.显示流程
电路板和LCD（液晶显示屏）通过斑马线式导电胶相连，见图1-3，斑马线式导电胶是一种多个引线并联的导电胶；CPU需要控制显示屏显示时，输出的控制信号经导电胶送至显示屏，从而控制显示屏按CPU的要求显示。图1-3 显示屏驱动流程
5.发射二极管驱动电路
发射二极管驱动电路原理图见图1-4左图，实物图见图1-4右图。
当按压按键时，CPU通过引脚检测到相应的按键功能（如“开关”），经过指令编码器转换为相应的二进制数字编码指令（以便遥控器信号被室内机主板CPU识别读出），再送至编码调制器，将二进制的编码指令调制在38kHz的载频信号上面，形成调制信号从CPU引脚输出，经R4送至晶体管Q1的基极，Q1的集电极和发射极导通，3V电压正极经R12、红外发光二极管（发射二极管）LED、Q1到3V电压负极，LED将调制信号发射出去，发射距离约7m。图1-4 发射二极管驱动电路原理图和实物图
6.遥控器检查方法
遥控器发射的红外线信号，肉眼看不到，但手机的摄像头却可以分辨出来，检查方法是使用手机的摄像功能，见图1-5，将遥控器发射二极管（也称为红外发光二极管）对准手机摄像头，在按压按键的同时观察手机屏幕。
①在手机屏幕上观察到发射二极管发光，说明遥控器正常。
②在手机屏幕上观察发射二极管不发光，说明遥控器损坏。图1-5 使用手机摄像功能检查遥控器
二、接收器
1.安装位置
显示板组件通常安装在前面板或室内机的右下角。格力KFR-32GW/（32556）FNDe-3（凉之静系列）直流变频空调器，显示板组件使用指示灯+数码管的方式，见图1-6，安装在前面板，前面板留有透明窗口，称为接收窗，接收器对应安装在接收窗后面。图1-6 安装位置
2.实物外形和工作原理（1）作用
接收器内部含有光敏器件，即接收二极管，见图1-7，其通过接收窗口接收某一频率范围的红外线，当接收到相应频率的红外线时，光敏器件产生电流，经内部I-V电路转换为电压，再经过滤波、比较器输出脉冲电压、内部晶体管电平转换，接收器的信号引脚输出脉冲信号送至室内机主板CPU处理。
接收器对光信号的敏感区由于开窗位置不同而有所不同，且不同角度和距离其接收效果也有所不同；通常光源与接收器的接收面角度越接近直角，接收效果越好，接收距离一般不小于7m。
接收器实现光电转换，将确定波长的光信号转换为可检测的电信号，因此又叫光电转换器。由于接收器接收的是红外光波，其周围的光源、热源、节能灯、荧光灯及发射相近频率的电视机遥控器等，都有可能干扰空调器的正常工作。图1-7 分立元件型接收器组成（2）分类
目前接收器通常为一体化封装，实物外形和引脚功能见图1-8，共有3个引脚，功能分别为地、电源（供电5V）、信号（输出），外观为黑色，部分型号表面由铁皮包裹，通常和发光二极管（或LED显示屏）一起设计在显示板组件。常见接收器型号为38B、38S、1838、0038等。图1-8 38B和38S接收器（3）引脚辨别方法
在维修时如果不知道接收器各引脚功能，见图1-9，可查看显示板组件上滤波电容的正极和负极引脚、连接至接收器的引脚加以判断：滤波电容正极连接接收器电源（供电）引脚，负极连接地引脚，接收器的最后1个引脚为信号（输出）引脚。图1-9 接收器引脚功能判断方法
3.接收器检测方法
接收器在接收到遥控器信号（动态）时，信号（输出）引脚由静态电压瞬间下降至约直流3V，然后再迅速上升至静态电压。遥控器发射信号时间约1s，接收器接收到遥控器信号时输出端电压也有约1s的时间瞬间下降。
使用万用表直流电压档，见图1-10，动态测量接收器信号引脚电压，黑表笔接地（GND）引脚、红表笔接信号（OUT）引脚，检测的前提是电源（5V）引脚电压正常。
①接收器信号引脚静态电压：在无信号输入时电压应稳定约为5V。如果电压一直在2～4V之间跳动，则为接收器漏电损坏，故障表现为有时接收信号有时不能接收信号。
②按压按键遥控器发射信号，接收器接收并处理，信号引脚电压瞬间下降（约1s）至约3V。如果接收器接收信号时，信号引脚电压不下降即保持不变，则为接收器不接收遥控器信号故障，应更换接收器。
③松开遥控器按键，遥控器不再发射信号，接收器信号引脚电压上升至静态电压约5V。图1-10 动态测量接收器信号引脚电压
三、变压器
1.安装位置和作用
挂式空调器的变压器安装在室内机电控盒上方的下部位置，见图1-11左图，柜式空调器的变压器安装在电控盒的左侧或右侧位置。
变压器插座在主板上英文符号为T或TRANS。见图1-11右图，变压器通常有2个插头，大插头为一次绕组（俗称初级线圈），小插头为二次绕组（俗称次级线圈）。变压器工作时将交流220V电压降低到主板需要的电压，内部含有一次绕组和二次绕组，一次绕组通过变化的电流，在二次绕组中产生感应电动势，因为一次绕组匝数远多于二次绕组，所以二次绕组的感应电压为较低电压。
说明：如果主板电源电路使用开关电源，则不再使用变压器。图1-11 安装位置和实物外形
2.测量变压器绕组阻值
示例为格力KFR-32GW/（32556）FNDe-3挂式变频空调器室内机使用的1路输出型变压器，使用万用表电阻档，测量一次绕组和二次绕组阻值。（1）测量一次绕组阻值（见图1-12）
变压器一次绕组使用的铜线线径较细且匝数较多，所以阻值较大，正常为200～600Ω，实测阻值为332Ω。
一次绕组阻值根据变压器功率的不同，实测阻值也各不相同，柜式空调器使用的变压器功率大，实测时阻值小（某型号柜式空调器变压器一次绕组实测为203Ω）；挂式空调器使用的变压器功率小，实测时阻值大。
如果实测时阻值为无穷大，说明一次绕组存在开路故障，常见原因有绕组开路或内部串接的温度熔断器开路。图1-12 测量一次绕组阻值（2）测量二次绕组阻值（见图1-13）
变压器二次绕组使用的铜线线径较粗且匝数较少，所以阻值较小，正常为0.5～2.5Ω，实测阻值为1.5Ω。
二次绕组短路时阻值和正常阻值相接近，使用万用表电阻档不容易判断是否损坏。如二次绕组存在短路故障，常见表现为屡烧熔丝管（俗称保险管），检修时如变压器表面温度过高，检查室内机主板和供电电压无故障后，可直接更换变压器。图1-13 测量二次绕组阻值
3.测量变压器绕组插座电压（1）测量变压器一次绕组插座电压
使用万用表交流电压档，见图1-14，测量变压器一次绕组插座电压，由于与交流220V电源并联，因此正常电压为交流220V。
如果实测电压为0V，可以判断变压器一次绕组无供电，表现为整机上电无反应的故障现象，应检查室内机电源接线端子电压和熔丝管阻值。图1-14 测量变压器一次绕组插座电压（2）测量变压器二次绕组插座电压
变压器二次绕组输出电压经整流滤波后为直流12V和5V负载供电，使用万用表交流电压挡，见图1-15，实测电压约为交流15V。
如果实测电压为交流0V，在变压器一次绕组供电电压正常和负载无短路的前提下，可大致判断变压器损坏。图1-15 测量变压器二次绕组插座电压
四、7805和7812稳压块
1.外形和作用
7805和7812稳压块使用在直流电压的稳压电路，实物外形见图1-16，作用是在电网电压变化时保持主板直流5V和12V电压稳定，安装在主滤波电容附近。出于节省成本的考虑及直流12V负载情况，部分主板在设计时取消了7812稳压块。
7805和7812均设有3个引脚，从左到右依次为：输入端、地、输出端；最高输出电流为1.5A，最高输入电压为直流35V。7805和7812有铁壳和塑封两种封装方式，使用铁壳封装时，铁壳（即散热片）和地脚相通。
78后面的数字代表输出正电压的数值，以V为单位。5V稳压块表面印有7805字样，其输出端为稳定的5V；12V稳压块表面印有7812字样，其输出端为稳定的12V。前面英文字母为生产厂家或公司代号，后缀为系列号。图1-16 7805和7812稳压块
2.测量7812输入端和输出端电压
使用万用表直流电压挡，测量7812的输入端和输出端电压。
说明：示例主板为格力KFR-32GW/（32556）FNDe-3空调器室内机上所使用，7812设有散热片，为使图片清晰，测量时取下了散热片。（1）测量7812输入端电压（见图1-17）
黑表笔接7812的②脚地（实测时接铁壳也可以），红表笔接①脚输入端，实测电压约为18V，此电压由变压器二次绕组经整流滤波电路直接提供，因此随电网电压变化而变化。如果实测电压为0V，常见为变压器一次绕组开路或整流滤波电路出现故障。图1-17 测量7812输入端电压（2）测量7812输出端电压（见图1-18左图）
黑表笔接7812的②脚地，红表笔接③脚输出端，正常电压应为稳定的直流12V；如果实测为0V，在输入电压正常的前提下，常见为7812损坏或12V负载有短路故障。图1-18 测量7812输出端和7805输入端电压
3.测量7805输入端和输出端电压（1）测量7805输入端电压（见图1-18中图）
黑表笔接7805的②脚地、红表笔接①脚输入端，正常电压应为稳定的直流12V；如果实测为0V，在7812输入电压正常的前提下，常见为7812损坏或12V负载有短路故障。
说明：如果室内机主板未设计7812，则7805输入端电压约为直流14V，此电压由变压器二次绕组经整流滤波电路直接提供，因此随电网电压变化而变化。（2）测量7805输出端电压（见图1-19）
黑表笔接7805的②脚地，红表笔接③脚输出端，正常电压为稳定的直流5V；如果实测为0V，在输入电压正常的前提下，常见为7805损坏或5V负载有短路故障。图1-19 测量7805输出端电压
第二节 主要元器件
主要元器件是变频空调器电控系统比较重要的电气元器件，并且在定频空调器电控系统中没有使用，由于工作时通过的电流大，比较容易损坏。本节将对主要元器件的作用、实物外形、测量方法等做简单说明。
一、PTC电阻
1.作用
PTC电阻为正温度系数热敏电阻，阻值随温度上升而变大，与室外机主控继电器触点并联。室外机初次通电后，主控继电器因无工作电压而使触点断开，交流220V电压通过PTC电阻对滤波电容充电，PTC电阻通过电流时由于温度上升阻值也逐渐变大，从而限制了充电电流，防止由于电流过大造成硅桥损坏等故障。在室外机供电正常后，CPU控制主控继电器触点闭合，PTC电阻便不起作用。
2.安装位置
PTC电阻安装在室外机主板主控继电器附近，见图1-20，引脚与继电器触点并联，外观为黑色的长方体电子元件，共有2个引脚。图1-20 安装位置和实物外形
3.外置式PTC电阻
早期空调器使用外置式PTC电阻，没有安装在室外机主板上面，见图1-21，而是安装在室外机电控盒内，通过引线与室外机主板连接。外置式PTC电阻主要由PTC元件、绝缘垫片、接线端子、外壳、顶盖等组成。图1-21 安装位置和内部结构
4.测量阻值
PTC元件使用型号通常为25℃/47Ω，见图1-22左图，常温下测量阻值为50Ω左右，表面温度较高时测量阻值为无穷大。常见为开路故障，即常温下测量阻值为无穷大。
由于PTC电阻2个引脚与室外机主控继电器2个触点并联，使用万用表电阻档，见图1-22右图，测量继电器的2个端子（触点）就相当于测量PTC电阻的2个引脚，实测阻值约为50Ω。图1-22 测量PTC电阻阻值
二、硅桥
1.作用
硅桥内部为4个整流二极管组成的桥式整流电路，将交流220V电压整流成为脉动的直流300V电压。
由于硅桥工作时需要通过较大的电流，功率较大且有一定的热量，见图1-23左图，因此通常与模块一起固定在大面积的散热片上。
2.分类
根据外观分类常见有3种：方形硅桥、扁形硅桥、PFC模块（内含硅桥）。（1）方形硅桥
方形硅桥常用型号为S25VB60，安装位置见图1-23，通常固定在散热片上面，通过引线连接电控系统，25的含义为最大正向整流电流为25A，60的含义为最高反向工作电压为600V。图1-23 方形硅桥（2）扁形硅桥
扁形硅桥常用型号为D15XB60，安装位置见图1-24，通常焊接在室外机主板上面，15的含义为最大正向整流电流为15A，60的含义为最高反向工作电压为600V。图1-24 扁形硅桥（3）PFC模块（内含硅桥）
目前变频空调器电控系统中还有一种设计方式，见图1-25，就是将硅桥和PFC电路集成在一起，组成PFC模块，和驱动压缩机的变频模块设计在一块电路板上，因此在此类空调器中，找不到普通意义上的硅桥。图1-25 PFC模块（内含硅桥）
3.引脚功能和辨认方法
硅桥共有4个引脚，分别为2个交流输入端和2个直流输出端。2个交流输入端接交流220V，使用时没有极性之分。2个直流输出端中的正极经滤波电感接滤波电容正极，负极直接与滤波电容负极相连。
方形硅桥：见图1-26左图，其中的1角有豁口，对应引脚为直流正极，对角线引脚为直流负极，其他2个引脚为交流输入端（使用时不分极性）。
扁形硅桥：见图1-26右图，其中1角有1个豁口，对应引脚为直流正极，中间2个引脚为交流输入端，最后1个引脚为直流负极。图1-26 引脚功能和辨认方法
4.测量硅桥
硅桥内部为4个大功率的整流二极管，测量时应使用万用表二极管档。（1）测量正、负端子
相当于测量串联的D1和D4（或串联的D2和D3）。
红表笔接正，黑表笔接负，为反向测量，见图1-27左图，结果为无穷大。
红表笔接负，黑表笔接正，为正向测量，见图1-27右图，结果为823mV。图1-27 测量正、负端子（2）测量正、2个交流输入端
测量过程见图1-28，相当于测量D1、D2。
红表笔接正，黑表笔接交流输入端，为反向测量，2次结果相同，均为无穷大。
红表笔接交流输入端，黑表笔接正，为正向测量，2次结果相同，均为452mV。图1-28 测量正、2个交流输入端（3）测量负、2个交流输入端
测量过程见图1-29，相当于测量D3、D4。
红表笔接负，黑表笔接交流输入端，为正向测量，2次结果相同，均为452mV。
红表笔接交流输入端，黑表笔接负，为反向测量，2次结果相同，均为无穷大。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]