第七章直流变频空调器室外机电路（三）
第三节输入部分电路
一、存储器电路
1.作用
存储器电路的作用是向CPU提供工作时所需要的参数和数据。存储器内部存储有压缩机U/f值、电流保护值和电压保护值等数据，CPU工作时调取存储器的数据对室外机电路进行控制。
2.工作原理
图7-16为存储器电路原理图，图7-17为其实物图，表7-4为存 储器电路关键点电压。
主板代号U5为存储器，使用的型号为24Co8。通信过程采用I2C总线方式，即IC与IC之间的双向传输总线，存储器有2条线:⑥脚为串行时钟线(SCL)，⑤脚为串行数据线(SDA)。
时钟线传递的时钟信号由CPU输出，存储器只能接收;数据线传送的数据是双向的，CPU可以向存储器发送信号，存储器也可以向CPU发送信号。
3.电路相关知识
①存储器在主板上的英文符号为“IC或U”(代表为集成电路)，常用的型号有93C46和24Cxx系列( 24Co1、24Co2、 24Co4、 24Co8等) ;其外观为黑色，位于CPU附近，通常为8个引脚双列设置。
②存储器硬件一般不会损坏，常见故障为内部数据失效或CPU无法读取数据，出现如能开机但不制冷、风机转速不能调节等故障，CPU会报出“存储器损坏"的故障代码。在实际检修中，单独使用万用表检修存储器电路比较困难，一般使用代换法。
二、传感器电路
1.室外环温传感器
图7-18为室外环温传感器的安装位置。
①室外环温传感器的支架固定在冷凝器的进风面，作用是检测室外环境温度。
②在制冷和制热模式，决定室外风机转速。
③在制热模式，与室外管温传感器检测到的温度组成进入除霜的条件。
2.室外管温传感器
图7-19为室外管温传感器的安装位置。
①室外管温传感器检测孔焊在冷凝器管壁，作用是检测室外机冷凝器温度。
②在制冷模式，判定冷凝器过载。当室外管温≥70°C时，压缩机停机;当室外管温≤5o°C时，3min后 自动开机。
③在制热模式，与室外环温传感器检测到的温度组成进入除霜的条件。空调器运行一段时间(约40min)，室外环温>3°C时，室外管温≤-3°C，且持续5min;或室外环温<3°C时，室外环温-室外管温≥7°C，且持续5min。
④在制热模式，判断退出除霜的条件。当室外管温> 12°C时或压缩机运行时间超过8min。
图7-19室外管温传感器的安装位置
3.压缩机排气传感器
图7-20为压缩机排气传感器的安装位置。
①压缩机排气传感器检测孔固定在排气管上面，作用是检测压缩机排气管温度。
②在制冷和制热模式，压缩机排气管温度≤93°C，压缩机正常运行; 93°C<压缩机排气管温度<115°C，压缩机运行频率被强制设定在规定的范围内或者降频运行;压缩机排气温度>115°C，压缩机停机;只有当压缩机排气管温度下降到≤9o°C时，才能再次开机运行。
4.实物外形
3个传感器实物外形见图7-21。
室外环温传感器使用塑封探头，型号为25°C/15kΩ，安装在冷凝器的进风面，为防止冷凝器温度干扰，设在固定支架，并且传感器穿有塑料护套。
室外管温传感器使用铜头探头，型号为259C/2o kΩ ，其引线最长，安装在冷凝器的管壁上面。
压缩机排气传感器使用铜头探头，型号为25°C/5o kΩ ，由于检测孔固定在压缩机排气管上面，因此使用耐高温的引线。
5.工作原理
图7-22为室外机传感器电路原理图，图7-23为压缩机排气传感器信号流程。
CPU16脚检测室外环温传感器温度、18脚检测室外管温传感器温度、15脚检测压缩机排气传感器温度。室外机3路传感器的工作原理相同，与室内机传感器电路工作原理也相同，均为传感器与偏置电阻组成分压电路，传感器为负温度系数(NTC)热敏电阻。
以压缩机排气传感器电路为例，如压缩机排气管温度由于某种原因升高，压缩机排气传感器温度也相应升高，其阻值变小，根据分压电路原理，分压电阻R801分得的电压也相应升高，输送到CPU15脚的电压升高，CPU根据电压值计算得出压缩机排气管温度升高，与内置的程序相比较，对室外机电路进行控制，假如计算得出的温度≥98°C，则控制压缩机的频率禁止上升，≥103°C时对压缩机降频运行， ≥ 110°C时 控制压缩机停机，并将故障代码通过通信电路传送到室内机主板CPU。
说明:室外温度约25°C时，CPU的室外环温和室外管温引脚电压约为1.65V,压缩机排气引脚电压约o.76V，当拔下传感器插头时CPU引脚电压为oV。
6.传感器分压点电压
(1)室外环温传感器
格力空调器室外环温传感器型号通常为25°C/15kΩ，分压电阻阻值为15k Ω ,本机传感器电路供电电压为3.3V，而不是常见的直流5V，制冷和制热模式常见温度与电压的对应关系见表7-5。
室外环温传感器测量温度范围，制冷模式在20~40°C之间，制热模式在-10~10°C之间。
表7-5室外环温传感器温度与电压对应关系
(2)室外管温传感器
格力空调器室外管温传感器型通常为25°C/2o kΩ ，分压电阻阻值为2o kΩ ,制冷和制热模式常见温度与电压的对应关系见表7-6。
室外管温传感器测量温度范围，制冷模式在20~70°C之间(包括未开机时)，制热模式在-15~10°C之间(包括未开机时)。
(3)压缩机排气传感器
格力空调器压缩机排气传感器型号通常为25°C/5okΩ ，分压电阻阻值为15kΩ ，制冷和制热模式常见温度与电压的对应关系见表7-7。
压缩机排气传感器测量温度范围，制冷模式未开机时在20~40°C之间，制热模式未开机时在-10~ 10°C之间，正常运行时在8o~ 90°C之间，制冷系统出现故障时有可能在9o~110°C之间。
三、温度开关电路
1.安装位置和作用
压缩机运行时壳体温度如果过高，内部机械部件会加剧磨损，压缩机线圈绝缘层容易因过热击穿发生短路故障。室外机CPU检测压缩机排气传感器温度，如果高于103°C则会控制压缩机降频运行，使温度降到正常范围以内。
为防止压缩机过热，室外机电控系统还设有压缩机顶盖温度开关作为第二道保护，安装位置见图7-24，作用是即使压缩机排气传感器损坏，压缩机运行时如果温度过高，室外机CPU也能通过顶盖温度开关检测。
顶盖温度开关实物外形见图7-25，作用是检测压缩机顶部(顶盖)温度，正常情况温度开关触点闭合，对室外机运行没有影响;当压缩机顶部温度超过115°C时，温度开关触点断开，室外机CPU检测后控制压缩机停止运行，并通过通信电路将信息传送至室内机主板CPU,报出“压缩机过载保护或压缩机过热"的故障代码。
压缩机停机后，顶部温度逐渐下降，当下降到95°C时，温度开关触点恢复闭合。
2.工作原理
图7-26为压缩机顶盖温度开关电路原理图，图7-27为实物图，表7-8为温度开关状态与CPU引脚电压的对应关系，该电路的作用是检测压缩机顶盖温度开关状态。
电路在两种情况下运行，即温度开关为闭合状态或断开状态，插座设计在室外机主板上，CPU根据引脚电压为高电平或低电平，检测温度开关的状态。
制冷系统正常运行时压缩机顶部温度约为85°C，温度开关触点为闭合状态，CPU⑥脚为高电平3.3V，对电路没有影响。
如果运行时压缩机排气传感器失去作用或其他原因，使得压缩机顶部温度大于115°C，温度开关触点断开，CPU⑥脚经电阻R81O、R815接地，电压由3.3V高电平变为o.6V的低电平，CPU检测到后立即控制压缩机停机。
从上述原理可以看出，CPU根据⑥脚电压即能判断温度开关的状态。电压为高电平3.3V时判断温度开关触点闭合，对控制电路没有影响;电压为低电平o.6V时判断温度开关触点断开，压缩机壳体温度过高，控制压缩机立即停止运行，并通过通信电路将信息传送至室内机主板CPU，显示“压缩机过载保护或压缩机过热”的故障代码，供维修人员查看。
3.常见故障
电路的常见故障是温度开关在静态(即压缩机未起动、顶盖温度为常温或温度较低)时为断开状态，引起室外机不能运行的故障。检测时使用万用表电阻档测量引线插头，见图7-28， 正常阻值为oΩ;如果测量结果为无穷大，则为温度开关损坏，应急维修时可将引线剥开，直接短路使用，等有配件时再更换。
四、电压检测电路
1.作用
空调器在运行过程中，如输入电压过高，相应直流30oV电压也会升高，容易引起模块和室外机主板过热、过电流或过电压损坏;如输入电压过低，制冷量下降达不到设计的要求，并且容易损坏电控系统和压缩机。因此室外机主板设置电压检测电路，CPU检测输入的交流电源电压，在过高(超过交流26oV)或过低(低于交流16oV)时停机进行保护。
目前的电控系统中通常使用通过电阻检测直流300V母线电压，室外机CPU通过软件计算得出输入的交流电压。
说明:早期的电控系统通常使用电压检测变压器来检测输入的交流220V电压。
2.工作原理
图7-29为电压检测电路原理图，图7-30为其实物图，表7-9为CPU引脚电压与交流输入电压对应关系。该电路的作用是计算输入的交流电源电压，当电压高于交流26oV或低于16oV时停机，以保护压缩机和模块等部件。
本机电路未使用电压检测变压器等元器件检测输入的交流电压，而是通过电阻检测直流30oV母线电压，再经软件计算出实际的交流电压值，参照的原理是交流电压经整流和滤波后，乘以固定的比例(近似1.36) 即为输出直流电压，即交流电压乘以1.36即等于直流电压数值。CPU的29脚为电压检测引脚，根据引脚电压值计算出输入的交流电压值。
电压检测电路由电阻R201、R203和电容C203、C202组成，从图7-29可以看出，基本工作原理就是分压电路，取样点为直流30oV母线电压正极，R201 (82okΩ)为上偏置电阻，R203 (5.1kΩ )为下偏置电阻，R203的阻值在分压电路所占的比例约为1/162[R2o3/ (R2o1+R2o3) ，即5.1/ (820+5.1) ], R203两端电压送至CPU29脚，相当于CPU2g脚电压值乘以162等于直流电压值，再除以136就是输入的交流电压值。
比如CPU29脚当前电压值为1.85V，则当前直流电压值为300V (1.85Vx162)，当前输入的交流电压值为220V (30oV/1.36) 。
五、位置检测和相电流检测电路
1.作用
该电路的作用是实时检测压缩机转子的位置，同时作为压缩机的相电流电路，输送至室外机CPU和模块的电流保护引脚。
CPU在驱动模块控制压缩机时，需要实时检测转子位置以便更好地控制，本机压缩机电机使用永磁同步电机(PMSM)，或称为正弦波永磁同步电机，具有线圈绕组利用效率高、控制精度高等优点，同时使用无位置传感器算法来检测转子位置。检测原理是通过串联在三相下桥IGBT发射极的取样电阻，取样电阻将电流的变化转化为电压的变化，经放大后输送至CPU，由CPU通过计算和处理，计算出压缩机转子的位置。
2.OPA4374引脚功能
模块三相下桥的IGBT经无感电阻连接至滤波电容负极，在压缩机运行时，三相IGBT有电流通过，电阻两端产生压降，经运行放大器U6o1放大后分为2路，1路送到CPU，由CPU经过运算和处理，分析出压缩机转子位置和三相的相电流;另1路将3路相电流汇总后，送至模块电流保护引脚，以防止压缩机相电流过大时损坏模块或压缩机。
模块U相下桥IGBT (Nu或Q4)发射极经RS302、V相下桥IGBT (Ny或Q5)发射极经RS303、W相下桥IGBT (Nw或Q6)发射极经RS304，均连接至滤波电容负极，RS302、RS303、RS304均为0.0152无感电阻，作为相电流检测电路的取样电阻。
U6o1 (OPA4374) 为4通道运算放大器，其中放大器4 ( (12) 脚、(13)脚、(14脚) )放大U相电流、放大器1 (①脚、②脚、③脚)放大V相电流、放大器2 (⑤脚、⑥脚、⑦脚)放大W相电流。
三相相电流放大电路原理相同，以V相电流为例。由于电阻RS303阻值过小，当有电流通过时经U6o1放大后，电压依旧很低，CPU不容易判断，因此使用U601的放大器3 (⑧脚、⑨脚、脚)提供基准电压。3.3V电压经R601 ( 1okΩ)、R602 (10kΩ ) 进行分压，脚同相输入端电压约为1.6V，放大器3进行1: 1放大，在⑧脚输出1.64V电压，经R61o送至③脚同相输入端(o.3V)作为基准电压。
RS303获得的取样电压经R6o6送至U6o1同相输入③脚，和基准电压相叠加，U6o1放大器1将RS3o3的V相取样电流和基准电压放大约5.54倍，在U6o1的①脚输出，分为2路，1路经R619送至CPU (14)脚，供CPU检测V相电流，并依据(12)脚U相电流、(13) 脚W相电流综合分析，得出压缩机转子位置;另1路经D6o3送至模块电流检测保护电路(同时还有U相电流经D601、W相电流经D6o2)，当U相或V相或W相任意一相电流过大时，模块保护电路动作，室外机停止运行。
放大倍数计算方法: (R613+R6o5) ÷R6o5= (10+2.2) ÷ 2.2≈5.55。
