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变频空调器控制系统的构成和单元电路功能

一、构成

变频空调器的控制系统好比一个人的大脑,一方面它可以自动检测室内温度的变化情况,与用户设置的温度值进行比较,控制着压缩机的运转速度和运行时间,实现制冷、制热控制;另一方面它接受用户利用遥控器发出的操作指令,改变空调器的工作状态。

另外,控制系统的显示屏显示当前室内温度等信息,提醒用户空调器的工作状态。因此,控制系统必须以微处理器(CPU)为核心构成。空调器典型的控制系统由电源电路、微处理器、温度检测系统、应急按钮、风扇电机驱动、IPM驱动、保护系统、负载系统、显示系统和遥控发射/接收系统等构成。

二、单元电路功能

1.电源输入电路  电源输入电路通常由市电过压保护、过流保护和滤波电路3部分构成。市电过压保护电路的作用就是防止市电电压过高导致电源电路、压缩机等部件过压损坏。过流保护电路的作用就是防止压缩机等部件过流时,对市电产生大电流污染。而滤波电路不仅可以滤除市电电网中的高频干扰脉冲,以免电网中的干扰脉冲影响空调器单片机的正常工作,同时还可以阻止压缩机、风扇电机等部件工作时产生的大电流干扰脉冲窜入电网中,影响其他用电设备的正常工作。

2.电源电路  由于空调器内的单片机、操作显示电路采用5V直流电压供电,而驱动电路、导风电机(步进电机)、电磁继电器等负载采用12V直流电压供电,有的IPM驱动电路采用15V直流电压供电,因此需要通过电源电路将220V市电电压变换为5V、12V、15V等多种直流电压,来满足它们正常工作的需要。

另外,部分空调器的电源电路还要为显示屏供电。  因为变频空调器的室内机和室外机分别具有电路板,所以它们分别设置了电源电路。

3.电源检测电路  电源检测电路的主要作用有两个:一是为单片机提供电源电路输出电压是否正常的检测信号;二是为单片机提供市电电压的同步信号,确保单片机输出的触发信号在双向晶闸管接近过零处导通,以免双向晶闸管导通瞬间过流损坏。

4.微处理器电路  微处理器电路主要的功能有3个:

一是接收操作键电路、遥控接收电路送来的操作信号,输出开关机和压缩机、风扇电机运转/停止信号,进行开关机和制冷或制热等功能的控制;

二是接收温度传感器送来的检测信号,单片机只有接收到正常的温度检测信号后,才能输出压缩机、风扇电机运转或停转的控制信号,空调器才能进入制冷或制热状态;  

      三是接收来自保护电路的保护信号,当它接收到保护信号后,压缩机、风扇电机等器件停止工作,同时还通过显示屏或指示灯显示故障代码,提醒用户空调器进入相应的保护状态。

5.温度传感器

变频空调器采用的传感器主要有室内环境温度传感器、室内盘管温度传感器、室外环境温度传感器、室外盘管温度传感器、压缩机排气管温度传感器。

6.操作显示电路  操作显示电路是实现人机对话的窗口,用户通过按键可对空调器进行温度调整、风量调整等操作控制,通过显示屏、指示灯、蜂鸣器了解空调器的工作状态。

7.应急开关  应急开关的作用是,在不使用遥控器时,通过该开关可对空调器的工作状态进行控制。部分变频空调的应急开关还具有强制空调工作在制冷状态等功能。

8.IPM  IPM的功能就是驱动压缩机电机运转,使压缩机能够按单片机(微处理器)的要求进行工作。

9.压缩机过流保护、过热保护电路  压缩机过流保护电路由电流取样和控制电路两部分构成。电流检测电路的作用就是通过检测市电输入回路电流,实现对压缩机运转电流的检测。

当取样信号送到微处理器,微处理器便可对电流进行识别,判断电流正常时,对机组运行没有影响,压缩机正常运转;当压缩机电流过大时,检测信号被微处理器识别后,输出停机信号使压缩机停止工作,避免电流过大给压缩机带来危害。

压缩机过热保护电路也由取样和控制电路两部分构成。当压缩机过热时,它产生的控制信号送到微处理器后,微处理器也会控制该机进入保护状态。

10.蜂鸣器电路  该电路的作用就是通过鸣叫来提醒用户空调器的工作状态。

11.遥控、接收电路  遥控、接收电路的作用就是用户利用遥控器发射的红外信号被红外接收电路接收后,由它内部的芯片进行处理并解码,将用户的操作信息传送给单片机,从而完成遥控操作功能。

12.通信电路  通信电路的作用就是将室内机电路板和室外机电路板连接起来,使室内机电路板能够对室外机电路板进行控制,使其按室内机电路板的指令工作。

同时,室外机电路板也通过通信电路将它的工作状态反馈给室内机电路板,当室内机电路板接收到信号不正常时,会发出控制信号使整机停止工作并通过显示屏、蜂鸣器发出报警信号。

  
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