一文看懂空調電控板

隨著現(xiàn)在社會的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷的提高，生活品質也越來越好，現(xiàn)在幾乎每一個家庭都有安裝空調，空調的出現(xiàn)給我們的生活帶來了很大的方便，使用也是非常方便的，空調里面有一個控制板，空調就是通過控制板進行工作的。

空調控制板的原理

1、空調最基本的原理就是利用制冷系統(tǒng)的壓縮冷凝熱來加熱室內空氣。低壓、低溫制冷劑液體在蒸發(fā)器內蒸發(fā)吸熱，高溫高壓制冷劑氣體在冷凝器內放熱冷凝。

2、空調的控制板也是一種電路板，其運用的范圍雖不如電路板來的寬泛，但卻比普通的電路板來的智能、自動化。簡單的說，能起到控制作用的電路板，才可稱為控制板。大到廠家的自動化生產設備，小到孩童用的玩具遙控汽車，內部都用到了控制板?？刂瓢逡话惆姘濉⒅骺匕搴万寗影?。

3、家用的控制板不僅指家庭用，還有許多的商用控制板。大致有這么幾類：家電物聯(lián)網控制器、智能家居控制系統(tǒng)、RFID無線窗簾控制板、柜式冷暖空調控制板、電熱水器控制板、家用油煙機控制板、洗衣機控制板、加濕器控制板、洗碗機控制板、商用豆?jié){機控制板、陶瓷爐控制板、自動門控制板等、電控鎖控制板、智能門禁控制系統(tǒng)等。

怎么看懂空調電控板。

1電源電壓整流電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

TRAN—變壓器

將220V電壓轉換為較低的安全電源電壓

D1-D4—整流二極管

主要型號為1N4007，反向耐壓值為1000V，正向安全電流1A；

E1，E2—電解電容

位于整流電路后端，主要起濾波穩(wěn)壓作用，主要參數(shù)有額定電壓和容值，電解電容的電壓要降額設計，一般降額50-70%；

C1，C2 —旁路電容

隔直通交，主要起濾去高頻干擾信號的作用，提高電源的干凈度；

PTC1—熱敏電阻

正溫度系數(shù)型熱敏元件，當溫度升高時，其內阻增大，用于變壓器輸入端，防止主控板電源出現(xiàn)短路或變壓器輸入端電源錯誤燒毀變壓器；

IC17812或7805—三端穩(wěn)壓片

主要是用來降壓、穩(wěn)壓用，輸入與輸出端一般需要2V壓差。

2過零檢測電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

A、B接變壓器次級輸出端，經D19與D20的半波整流，并經三極管開斷控制后在ZERO端輸出一個方波，作為PG電機驅動導通角判斷用，用來調節(jié)電機轉速，波形如上圖示。

D19、D20—整流二極管

型號1N4007，將A、B端的交流信號進行半波整流；

R39，R40，R41—電阻

取值12K，主要給三極管Q8進行限流降噪；

R42—限流電阻

取值10K，對三極管Q8的集電極限流；防止Q8因集電極電流過大導致燒壞；

C21，C22 —旁路電容

C21取104、C22取102，隔直通交，主要起濾去高頻干擾信號的作用，提高信號的潔凈度；

Q1—三極管

型號8050，處于飽和和截止兩種狀態(tài)，開關作用，使ZERO端輸出一個方波。

3風機驅動電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

電網交流電源經過電阻降壓，通過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，獲得12V直流電壓，主控芯片通過光耦PC817與強電隔離，控制可控硅BT131導通與截至。

D15、R28、R29、E9、DZ1、R30、C1—降壓電路：

獲得相對電壓12V；

R25、C15—濾波電路

解決可控硅導通與截止對電網的干擾，通過EMI測試；同時防止可控硅兩端電壓突變，造成無門極信號誤導通。

L2—扼流線圈

防止可控硅回路中電流突變，對TR1進行保護；電感L2需放置在TR1后面。如果L2放置在TR1前端，由于電感L2為儲能元件，在TR1關斷和導通過程中，對R24形成沖擊，尖峰電壓接近50V，R24容易損壞。

C14—風機啟動電容。

TR1—選用1A雙向可控硅BT131。

3、可控硅調速原理

可控硅調速是用改變可控硅導通角的方法來改變電動機端電壓的波形，從而改變電動機端電壓的有效值，達到調速的目的。電壓零點由過零檢測電路實現(xiàn)。

當可控硅導通角α1=180°時，電動機端電壓波形為正弦波，即全導通狀態(tài)；

當可控硅導通角α1《》

α1越小，導通狀態(tài)越少，則電壓有效值越小，所產生的磁場越小，則電機的轉速越低。

由以上的分析可知，可控硅調速時電機轉速可連續(xù)調節(jié)，但這時電動機電壓和電流波形不連續(xù)，波形差，故電動機的噪音大，并帶來干擾。故在電路設計時，需考慮這方面的問題，應有適當?shù)臑V波電路。

當電網電壓波動時，若電壓升高，則可減少可控硅的導通角；若電壓降低，則可增加可控硅的導通角，以穩(wěn)定風機輸入電壓，達到穩(wěn)定風速作用。

4風機速度反饋電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

+12V電源提供給電機內置風速檢測電路使用，常用的風機每轉一周，輸出1個脈沖波，風機內置風速檢測電路輸出波形通過一個限流電阻后，再通過103瓷片電容濾波，二極管1N4148鉗位，保證輸入芯片腳的電壓低于芯片的安全工作電壓（風機不轉時芯片反饋電壓在5.5V左右）。

芯片通過對輸入脈沖方波頻率的檢測，來判斷風機的轉速。

1、轉速低于目標轉速

則加大可控硅導通角，提高風機電壓的有效值，使風機轉速增大；

2、轉速高于目標轉速

則減小可控硅導通角，降低風機電壓的有效值，使風機轉速變低；

5溫度采樣及處理電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

溫度傳感器—RT1

為負溫度系數(shù)熱敏電阻，溫度升高，阻值降低，在25℃時，對應阻值為10K。

RT1與電阻R9形成分壓，則T端電壓為：5*R9/（RT1+R9），溫度傳感器RT1的電阻值隨外界溫度的變化而變化，T端的電壓相應變化。

RT1在不同的溫度有相應的阻值，對應T端有相應的電壓值，外界溫度與T端電壓形成一一對應的關系，將此對應關系制成表格，寫進程序里，單片機通過A/D采樣端口采集信號，根據(jù)不同的A/D值判斷外界溫度。

6電流采樣及處理電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

CT1—電流互感器

實際是一個線性變壓器，其輸入電流（被檢測電流）與輸出電流跟它的內部線圈匝數(shù)成正比關系（均為交流電流量）。

CT1輸出的電流在R6電阻上產生交流壓降，該電壓經D10開關二極管整流后變成直流電壓V1，V1在R14與R13 之間分壓，E6電解電容將R13電阻兩端的電壓V2穩(wěn)壓后送入芯片的A/D口進行處理。

芯片A/D口的電壓值計算方法如下：

V2=R13/（R13+R14）*V1=R13/（R13+R14）*（0.707*R6*Ii/C-0.5）

鉗位二極管D9目的是確保輸入到芯片口的模擬量不大于5V，以保證芯片的工作可靠性；電阻R12和電容C8濾除輸入量的高頻成分，減小其對MCU的影響。

7音樂蜂鳴器驅動電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

BUZ1、BUZ2兩端口均接單片機的I/O口或單片機的蜂鳴器驅動口。

1、BUZ1端口在本電路中簡稱“高頻口”

（相對BUZ2而言），其脈沖電壓頻率一般為幾KHz，具體頻率依蜂鳴器需發(fā)出的音樂聲來調整；

2、BUZ2端口簡稱“低頻口”

其電壓周期相對較長一些，一般為數(shù)十ms至數(shù)百ms。

工作時，兩端口輸出電壓脈沖驅動三極管Q2和Q3，當BUZ2端口出現(xiàn)高電平時，三極管Q3導通，+12V電壓經Q4三極管給蜂鳴器提供工作電壓，同時為電容E7充電； BUZ2端口電平變低時，Q3和Q4三極管均截止，+12V電壓被隔離，此時已充滿電的電容E7放電，為蜂鳴器工作提供能量。

蜂鳴器的工作狀態(tài)直接由三極管Q2決定，當BUZ1端口出現(xiàn)高電平時，三極管Q2導通，蜂鳴器工作，BUZ1端口電平變低時，Q2三極管截止，蜂鳴器停止工作。蜂鳴器的通電頻率與內部的諧振頻率（固定）相互作用就產生我們所需的音樂聲。

8常用復位電路介紹

1、7042專用芯片復位電路

系統(tǒng)上電或系統(tǒng)電源電壓跌落到某一規(guī)定值時，復位芯片輸出一個低電平復位信號，使MCU在電源電壓低于某一規(guī)定值時處于復位狀態(tài)，當電源電壓達到規(guī)定值以上時。

復位芯片輸出將變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，此時，電源通過R對C充電；當電壓升高到一定值時（各種MCU有些差異）MCU正常工作。

2、自行設計的復位電路

此電路電源下降到4.0V以下時，R6分壓小于0.6V，Q1截止，RESET輸出低電平，系統(tǒng)復位。上電時，電源必須上升到4.0V以上時，系統(tǒng)的復位信號才消失。

此電路在設計時要考慮環(huán)境變化對三極管的影響。三極管Q1在低溫下會產生漂移，BE極導通電壓增大。

故此電路需在高、低溫環(huán)境，常溫常濕環(huán)境、高濕度環(huán)境下均測試滿足要求，方能使用。

3、RC與MCU的復位電路

現(xiàn)在越來越多的MCU內部集成了低電壓復位功能。當使用這種單片機時，可采用外部RC硬件復位，內部設置低電壓復位。單獨的外部RC復位并不可靠，必須結合單片機內部寄存器設置。

當上電或+5V電源上升時，電源通過R38電阻充電。使用E4正極端的電壓上升并穩(wěn)定在+5V，因此MCU處于正常工作狀態(tài)，當MCU電源電壓掉電或+5V跌落時，E4的端電壓便通過D1快速放電，故MCU便能立即復位。

9相序檢測電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

從原理圖上可以看到，需檢測的電源是采用三相四線制方式，每一相的電壓（A、B、C相和零線之間電壓，220VAC）通過4007二極管和68K大功率電阻加到PC817光耦上，在正半周期光耦導通，負半周期則光耦截止；由于光耦輸出端有上拉電阻，故光耦導通時芯片檢測到低電平，光耦截止時芯片檢測到高電平。A、B、C三相電的相差是120o，芯片檢測到A、B、C三相的波形如左圖示。

從波形圖可以看到，芯片的三個端口均檢測到一定周期的方波，且相位相差120度。若某端口檢測不到方波信號，則說明缺相；若檢測到三相信號不是按120度相差順序變化，則說明是相序錯誤，這是三相電壓檢測設計的基本原理。

10室內外電流環(huán)通訊電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

由于空調室內機與室外機的距離比較遠，兩個芯片之間的通信不能直接相連，因此中間必須增加驅動電路，以增強通信信號，抵抗外界的干擾。采用共N線電流環(huán)通信電路，可以以最低成本實現(xiàn)較遠距離的信號傳輸。

當通信處于室內發(fā)送、室外接收時，室外OUTDOOR-TXD置高電平，室外發(fā)送光耦IC21始終導通，若室內IN-TXD發(fā)送高電平“1”，室內發(fā)送光耦IC2導通，電流環(huán)閉合，室內接收光耦IC1、室外接受光耦IC20導通，室外OUT-RXD接收高電平“1”； 若室內IN-TXD發(fā)送低電平“0”， 室內發(fā)送光耦IC2截止，電流環(huán)斷開，接收光耦IC1、IC20截止，室外OUT-RXD接收低電平“0”，從而實現(xiàn)了通信信號由室內向室外的傳輸。同理，可分析通信信號由室外向室內的傳輸過程

3、維修注意事項

（1）、檢查E12電解電容（470uF/35V）兩端的電壓值是否為24V±2V；

（2）、檢查3W大功率電阻是否已斷路；

（3）、逐個檢查所有的光耦是否均能正常工作，斷電測量輸出端阻值應無無窮大，通電測試輸出端壓降應在0-24V之間突變的，如果電壓固定不變化測說明光耦已損壞。

11滑動門檢測電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

當門由關閉狀態(tài)完全打開時，DOOR_OPEN端口由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑鳧OOR_CLOSE端口始終保持為低電平。

當門由打開狀態(tài)完全關閉時，DOOR_CLOSE端口由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，而DOOR_ OPEN端口始終保持為低電平。

當門處于上下運行過程中時，DOOR_OPEN和DOOR_ CLOSE均始終保持為低電平。

3、維修注意事項

維修開關門故障時，如果開關門出現(xiàn)卡死，不能開關時，可能的原因是：

1、滑動門是否出現(xiàn)異常，導致門被卡死；

2、電機損壞，判斷方法是在開機過程中用手摸電機感覺不到震動；

3、主控板上開關門控制繼電器損壞，判斷方法是在開機或關機過程中用萬用表測量驅動端口對N線的控制電壓，是否220V或以上；

4、光電開關檢測板上的光電開關出現(xiàn)故障，其判斷方法是：用萬用表測試MCU端口的檢測電壓，端口電平應該為+5V或0V。

12主板通訊電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

三極管處于開關狀態(tài)，電阻為限流及偏置使用，電容為退耦，提高抗干擾能力。

TDO′端與RDI′端通過線組相連接。

通信原理如下：

TDO端為信號發(fā)送端，RDI端為信號接收端。

當TDO發(fā)送高電平時，Q8三極管處于導通狀態(tài)，TDO′處于低電平狀態(tài)，因此RDI也為低電平狀態(tài)，Q9三極管處于截止狀態(tài)，因此RDI端處于高電平狀態(tài)。

這樣，就實現(xiàn)了兩板之間的電平的通信。