第七章直流变频空调器室外机电路（二）
牧青制冷2020-05-21 10:40
第七章直流变频空调器室外机电路（二）
第二节直流300V电路和开关电源电路
一、直流30oV电路
图7-6为直流30oV电压形成电路原理图，图7-7为主板的正面实物流程，图7-8为主板的反面实物流程。
1.交流输入电路
压敏电阻RV3为过电压保护元件，当输入的电网电压过高时被击穿，使前端15A熔丝管FU101熔断进行保护; RV2、TVS2组成防雷击保护电路，TVS2为放电管; C100、 L1交流滤波电感、C1o6、C107、C104、C103、C105组成交流滤波电路，具有双向作用，既能吸收电网中的谐波，防止对电控系统的干扰，又 能防止电控系统的谐波进入电网。
2.直流30oV电压形成电路
直流300V电压为开关电源电路和模块供电，而模块的输出电压为压缩机供电，因而直流30oV电压也间接为压缩机供电，所以直流30oV电压形成电路工作在大电流状态。主要元器件为硅桥和滤波电容，硅桥将交流220V电压整流后变为脉动直流30oV电压，而滤波电容将脉动直流300V电压经滤波后变为平滑的直流300V电压为模块供电。
交流输入22oV电压中棕线L相线经FU101熔丝管、交流滤波电感L1，由PTC电阻RT1和主控继电器K1触点组成防大电流充电电路，送至硅桥的交流输入端，蓝线N零线经滤波电感L1直接送至硅桥的另1个交流输入端，硅桥将交流220V整流成为脉动直流电，正极输出经外接的滤波电感、快恢复二极管D203送至滤波电容Co202和Co203正极，硅桥负极经电阻RS226连接电容负极，滤波电容形成直流300V电压，正极送至模块P端，负极经电阻RS302、RS303、 RS304送至模块的3个N端下桥(N∪、Nv、Nw)，为模块提供电源。
3.电流充电电路
由于为模块提供直流300V电压的滤波电容容量通常很大，如本机使用2个68oμF电容并联，总容量为1360μF，上电时如果 直接为其充电，初始充电电流会很大，容易造成空调器插头与插座间打火或者断路器跳闸，甚至引起整流硅桥或15A供电熔丝管损坏，因此变频空调器室外机电控系统设有延时防瞬间大电流充电电路，本机由PTC电阻RT1、主控继电器K1组成。
直流300V电压形成电路工作时分为2个步骤，第①步为初始充电，第②步为正常工作。
(1)初始充电
图7-9为初始充电时的工作流程。
室内机主板主控继电器触点闭合为室外机供电时，交流220V 电压N端直接送至硅桥交流输入端，L端经熔丝管FU101、交流滤波电感L1、延时防瞬间大电流充电电路后，送至硅桥的交流输入端。
此时主控继电器K1触点为断开状态，L端电压经PTC电阻RT1送至硅桥的交流输入端，PTC电阻为正温度系数的热敏电阻，阻值随温度上升而上升，刚上电时充电电流使PTC电阻温度迅速升高，阻值也随之增加，限制了滤波电容的充电电流，使其两端电压逐步上升至直流300V,防止了由于充电电流过大而损坏整流硅桥的故障。
(2)正常运行
图7-10为正常运行时的工作流程。
滤波电容两端的直流30oV电压一路送到模块的P、N端子，另一路送到开关电源电路，开关电源电路开始工作，输出支路中的其中一路输出直流5V电压，经3.3V稳压集成电路后变为稳定的直流3.3V，为室外机CPU供电，CPU开始工作，其(37)脚输出高电平3.3V电压，经反相驱动器放大后驱动主控继电器K1线圈，线圈得电使得触点闭合，L端相线电压经触点直接送至硅桥的交流输入端，PTC电阻退出充电电路，空调器开始正常工作。
二、开关电源电路
1.作用
本机使用集成电路型式的开关电源电路，其也可称为电压转换电路，就是将输入的直流30oV电压转换为直流12V、5V、3.3V为 主板CPU等负载供电，以及转换为直流15V电压为模块内部控制电路供电。图7-11为室外机开关电源电路框图。
2.工作原理
图7-12为开关电源电路原理图。
(1)直流3ooV供电
交流滤波电感、PTC电阻、主控继电器、硅桥、滤波电感和滤波电容组成直流300V电压形成电路，输出的直流300V电压主要为模块P、N端子供电，同时为开关电源电路提供电压。
模块输出供电，使压缩机工作，处于低频运行时模块P、N端电压约直流300V;压缩机如升频运行，P、N端子电压会逐步下降，但同时本机PFC电路开始工作，提高直流300V电压数值至约为330V，因此室外机开关电源电路供电为直流300V左右。
(2) P1027P65引 脚功能
开关电源电路以P1027P65开关振荡集成电路( 主板代号U121)为核心，双列8个引脚设计，引脚功能见表7-3，其内置振荡电路和场效应开关管，振荡开关频率固定，通过改变脉冲宽度来调整占空比。其采用反激式开关方式，电网的干扰就不能经开关变压器直接耦合至二次绕组，具有较好的抗干扰能力。
表7-3 P1027P65引脚功能
U121的③脚为电压检测引脚，见图7-13右图， 当引脚电压高于4V时或等于oV时，均会控制开关电源电路停止工作。
电压检测电路的原理是对直流3ooV进行分压，上分压电阻是R122、R127、R126，下分压电阻是R123，R123两端即为U121的③脚电压，U121根据③脚电压判断直流3ooV电压是否过高或过低，从而对开关电源电路进行控制。
图7-13 300V供电-电源和电压检测电路(6)输出负载
U121内部开关管交替导通与截止，开关变压器二次绕组得到高频脉冲电压，在6-8、5-8、 7-8端输出，其中⑧脚为公共端地，实物图见图7-14左图。
6-8绕组经D124整流、C125 和C1217滤波，成为纯净的直流15V电压，为模块的内部控制电路和驱动电路供电。
5-8绕组经D125整流、C1211和C102滤波，成为纯净的直流12V电压，为反相驱动器和继电器线圈等电路供电。
7-8绕组经D123整流、C1210、C1220、 Co1、Co204滤波，成为纯净的直流5V电压，为指示灯等弱电电路和3.3V稳压集成电路供电。
(7)稳压控制
稳压电路采用脉宽调制方式，由分压电阻、三端误差放大器U125 (TL431)、光耦合器U126和U121的④脚组成。取样点为直流5V和直流15V电压，R146为下分压电阻，5V电压的上分压电阻为R149和R121，15V的上分压电阻为R148和R147，2路取样原理相同，以5V电压为例说明，实物见图7-14右图。
如因输入电压升高或负载发生变化引起直流5V电压升高，上分 压电阻( R149和R121)与下分压电阻(R146) 的分压点电压升高，U126 (TL431) 的①脚参考极(R)电压也相应升高，内部晶体管导通能力加强，TL431的③脚阴极(K)电压降低，光耦合器U126初级两端电压上升，使得次级光敏晶体管导通能力加强，U121的④脚电压上升，U121内部电路通过减少开关管的占空比，开关管导通时间缩短而截止时间延长，开关变压器存储的能量变小，输出电压也随之下降。
如直流5V输出电压降低，TL431的①脚参考极电压降低，内部晶体管导通能力变弱，TL431的③脚阴极电压升高，光耦合器U126初级发光二极管两端电压降低，次级光敏晶体管导通能力下降，U121的④脚电压下降，U121通过增加开关管的占空比，开关变压器存储能量增加，输出电压也随之升高。
3.3.3V电压产生电路
本机室外机CPU使用3.3V供电，而不是常见的5V供电，因此需要将5V电压转换为3.3V，才能为CPU供电，实际电路使用76633芯片来转换，其共用8个引脚，其中①、②、③、④相通接公共端GND地，⑤、⑥相通为输入端，接5V电压，⑦、⑧相通为输出端，输出3.3V电压。
电路原理图见图7-15左图，实物图见图7-15右图，主板上的代号U4为76633电压转换集成电路。开关变压器T121二次输出7-8绕组经D123整流、C1210滤波， 产生直流5V电压，经Co1和C6再次滤波，送至U4的输入端⑤、⑥脚，76633内 部电路稳压后，在⑦、⑧脚输出稳定的3.3V电压，为CPU和弱电电路供电。
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