一文看懂空調(diào)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(zhì)也越來越好，現(xiàn)在幾乎每一個家庭都有安裝空調(diào)，空調(diào)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(diào)里面有一個控制板，空調(diào)就是通過控制板進(jìn)行工作的。

1、空調(diào)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(nèi)空氣。低壓、低溫制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱，高溫高壓制冷劑氣體在冷凝器內(nèi)放熱冷凝。

2、空調(diào)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(chǎn)設(shè)備，小到孩童用的玩具遙控汽車，內(nèi)部都用到了控制板?？刂瓢逡话惆姘濉⒅骺匕搴万?qū)動板。

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(wǎng)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(diào)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。

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(zhuǎn)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(shè)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(dāng)溫度升高時，其內(nèi)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(jīng)D19與D20的半波整流，并經(jīng)三極管開斷控制后在ZERO端輸出一個方波，作為PG電機驅(qū)動導(dǎo)通角判斷用，用來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)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(jìn)行半波整流；

R39，R40，R41—電阻

取值12K，主要給三極管Q8進(jìn)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(dǎo)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(guān)作用，使ZERO端輸出一個方波。

3風(fēng)機驅(qū)動電路

1、電路原理圖

2、元器件作用及工作原理

電網(wǎng)交流電源經(jīng)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(dǎo)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(dǎo)通與截止對電網(wǎng)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(dǎo)通。

L2—扼流線圈

防止可控硅回路中電流突變，對TR1進(jìn)行保護(hù)；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(guān)斷和導(dǎo)通過程中，對R24形成沖擊，尖峰電壓接近50V，R24容易損壞。

C14—風(fēng)機啟動電容。

TR1—選用1A雙向可控硅BT131。

3、可控硅調(diào)速原理

可控硅調(diào)速是用改變可控硅導(dǎo)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(dá)到調(diào)速的目的。電壓零點由過零檢測電路實現(xiàn)。

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

當(dāng)可控硅導(dǎo)通角α1《》

α1越小，導(dǎo)通狀態(tài)越少，則電壓有效值越小，所產(chǎn)生的磁場越小，則電機的轉(zhuǎn)速越低。

由以上的分析可知，可控硅調(diào)速時電機轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)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(shè)計時，需考慮這方面的問題，應(yīng)有適當(dāng)?shù)臑V波電路。

當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，若電壓升高，則可減少可控硅的導(dǎo)通角；若電壓降低，則可增加可控硅的導(dǎo)通角，以穩(wěn)定風(fēng)機輸入電壓，達(dá)到穩(wěn)定風(fēng)速作用。

4風(fēng)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(nèi)置風(fēng)速檢測電路使用，常用的風(fēng)機每轉(zhuǎn)一周，輸出1個脈沖波，風(fēng)機內(nèi)置風(fēng)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(fēng)機不轉(zhuǎn)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(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

1、轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速

則加大可控硅導(dǎo)通角，提高風(fēng)機電壓的有效值，使風(fēng)機轉(zhuǎn)速增大；

2、轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速

則減小可控硅導(dǎo)通角，降低風(fēng)機電壓的有效值，使風(fēng)機轉(zhuǎn)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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，溫度升高，阻值降低，在25℃時，對應(yīng)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(yīng)變化。

RT1在不同的溫度有相應(yīng)的阻值，對應(yīng)T端有相應(yīng)的電壓值，外界溫度與T端電壓形成一一對應(yīng)的關(guān)系，將此對應(yīng)關(guān)系制成表格，寫進(jìn)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(nèi)部線圈匝數(shù)成正比關(guān)系（均為交流電流量）。

CT1輸出的電流在R6電阻上產(chǎn)生交流壓降，該電壓經(jīng)D10開關(guān)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(jìn)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(qū)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(qū)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(diào)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(qū)動三極管Q2和Q3，當(dāng)BUZ2端口出現(xiàn)高電平時，三極管Q3導(dǎo)通，+12V電壓經(jīng)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(dāng)BUZ1端口出現(xiàn)高電平時，三極管Q2導(dǎo)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(nèi)部的諧振頻率（固定）相互作用就產(chǎn)生我們所需的音樂聲。

8常用復(fù)位電路介紹

1、7042專用芯片復(fù)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(fù)位芯片輸出一個低電平復(fù)位信號，使MCU在電源電壓低于某一規(guī)定值時處于復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)電源電壓達(dá)到規(guī)定值以上時。

復(fù)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(dāng)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(shè)計的復(fù)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(fù)位。上電時，電源必須上升到4.0V以上時，系統(tǒng)的復(fù)位信號才消失。

此電路在設(shè)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(chǎn)生漂移，BE極導(dǎo)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(fù)位電路

現(xiàn)在越來越多的MCU內(nèi)部集成了低電壓復(fù)位功能。當(dāng)使用這種單片機時，可采用外部RC硬件復(fù)位，內(nèi)部設(shè)置低電壓復(fù)位。單獨的外部RC復(fù)位并不可靠，必須結(jié)合單片機內(nèi)部寄存器設(shè)置。

當(dāng)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(dāng)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(fù)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(dǎo)通，負(fù)半周期則光耦截止；由于光耦輸出端有上拉電阻，故光耦導(dǎo)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(shè)計的基本原理。

10室內(nèi)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(diào)室內(nèi)機與室外機的距離比較遠(yuǎn)，兩個芯片之間的通信不能直接相連，因此中間必須增加驅(qū)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(yuǎn)距離的信號傳輸。

當(dāng)通信處于室內(nèi)發(fā)送、室外接收時，室外OUTDOOR-TXD置高電平，室外發(fā)送光耦I(lǐng)C21始終導(dǎo)通，若室內(nèi)IN-TXD發(fā)送高電平“1”，室內(nèi)發(fā)送光耦I(lǐng)C2導(dǎo)通，電流環(huán)閉合，室內(nèi)接收光耦I(lǐng)C1、室外接受光耦I(lǐng)C20導(dǎo)通，室外OUT-RXD接收高電平“1”； 若室內(nèi)IN-TXD發(fā)送低電平“0”， 室內(nèi)發(fā)送光耦I(lǐng)C2截止，電流環(huán)斷開，接收光耦I(lǐng)C1、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(nèi)向室外的傳輸。同理，可分析通信信號由室外向室內(nèi)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(yīng)無無窮大，通電測試輸出端壓降應(yīng)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(dāng)門由關(guān)閉狀態(tài)完全打開時，DOOR_OPEN端口由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，而DOOR_CLOSE端口始終保持為低電平。

當(dāng)門由打開狀態(tài)完全關(guān)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(dāng)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(guān)門故障時，如果開關(guān)門出現(xiàn)卡死，不能開關(guān)時，可能的原因是：

1、滑動門是否出現(xiàn)異常，導(dǎo)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(guān)門控制繼電器損壞，判斷方法是在開機或關(guān)機過程中用萬用表測量驅(qū)動端口對N線的控制電壓，是否220V或以上；

4、光電開關(guān)檢測板上的光電開關(guān)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(yīng)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(guān)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(dāng)TDO發(fā)送高電平時，Q8三極管處于導(dǎo)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?fàn)顟B(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。