看图学习变频空调器电控系统维修

  • 时间:2020-09-14 10:58
  • 作者:钻石国际娱乐场
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  功率模块是变频空调器电控系统中较重要的器件之一,也是故障率较高的一个器件,属于电控系统特殊器件之一,本应归纳到本章第5节,但由于知识点较多,因此单设一节进行详细说明。

  功率模块可以简单地看作是电压转换器。室外机主板CPU输出6路信号,经功率模块内部驱动电路放大后控制IGBT开关管的导通与截止,将直流300V电压转换成与频率成正比的模拟三相交流电(交流30~220V、频率15~120Hz),驱动压缩机运行。

  三相交流电压越高,压缩机转速及输出功率(即制冷效果)也越高;反之,三相交流电压越低,压缩机转速及输出功率(即制冷效果)也就越低。三相交流电压的高低由室外机CPU输出的6路信号决定。

  严格意义的功率模块如图1-67所示,它是一种智能模块,将IGBT连同驱动电路和多种保护电路封装在同一模块内,从而简化了设计,提高了稳定性。功率模块只有固定在外围电路的控制基板上,才能组成模块板组件。

  在实际应用中,功率模块通常与控制基板组合在一起。如三菱一种型号为PM20CTM60的功率模块,与带开关电源功能的控制基板组合,如图1-68所示,即组成带开关电源功能的功率模块板组件。

  由于模块工作时产生很高的热量,因此设有面积较大的铝制散热片,并固定在上面,中间有绝缘垫片(实物如图1-69所示),设计在室外机电控盒里侧,室外风扇运行时带走铝制散热片表面的热量,间接为模块散热。

  图1-70(a)所示为模块输入与输出电路的方框图,图1-70(b)所示为实物图。

  说明:直流300V供电回路中,在实物图上未显示PTC电阻、室外机主控继电器及滤波电感等元器件。1.输入部分①P、N:由滤波电容提供直流300V电压,为模块内部开关管供电,其中P端外接滤波电容正极,内接上桥3个IGBT开关管的集电极;N端外接滤波电容负极,内接下桥3个IGBT开关管的发射极。②15V:由开关电源提供,为模块内部控制电路供电。③6路驱动信号:由室外机CPU提供,经模块内部控制电路放大后,按顺序驱动6个IGBT开关管的导通与截止。2.输出部分①U、V、W:上桥IGBT与下桥IGBT的中点,输出与频率成正比的模拟三相交流电,驱动压缩机运行。②FO(保护信号):当模块内部控制电路检测到过热、过流、短路、15V电压低4种故障时,输出保护信号至室外机CPU。

  国产变频空调器从问世到现在大约有10年的时间,在此期间出现了许多新改进的机型。模块作为重要部件,也从最初只有模块的功能,到集成CPU控制电路,再到目前常见的模块控制电路一体化,经历了很多技术上的改变。实物如图1-71所示,代表有海信KFR-4001 GWBP、海信KFR-3 501 GWBP等机型,此类模块多见于早期的交流变频空调器。

  使用光耦传递6路驱动信号,直流15V电压由室外机主板提供(分为单路15V供电和4路15V供电两种)。模块的常见型号为三菱PM20CTM060,可以称其为第二代模块,其最大负载电流20A P最高工作电压600V,设有铝制散热片,目前己经停止生产。实物如图1-72所示,代表有海信KFR-2601 GWBP、美的KFR-26GWBPY R等机型,此类模块多见于早期的交流变频空调器,在只有功率模块功能的模块板基础上改进而来。

  该类模块的模块板增加了开关电源电路,次级输出4路直流15V和1路直流12V两种电压:直流15V电压直接供给模块内部控制电路;直流12V电压输出至室外机主板7805稳压块,为室外机主板供电,室外机主板则不再设计开关电源电路。模块的常见型号同样为三菱PM20CTMO60,由于此类模块已停止生产,而市场上还存在大量使用此类模块的变频空调器,为供应配件,目前有改进的模块作为配件出现,如使用东芝或三洋的模块,东芝型号为IPMPIG20J503L。实物如图1-73所示,代表有海信KFR-26GW/11BP等机型,此类模块多见于目前生产的交流变频空调器或直流变频空调器。

  该类模块的模块板集成CPU控制电路,室外机电控系统的弱信号控制电路均在模块板上处理和运行。室外机主板只是提供模块板所必需的直流15V(模块内部控制电路供电)、5V(室外机CPU和弱信号电路供电)电压,以及传递通信信号、驱动继电器等功能。该类模块的生产厂家有三菱、三洋、飞兆等,可以称其为第三代模块,与使用三菱PM20CTM060系列的模块相比,有着本质区别:一是6路信号为直接驱动,中间不再需要光耦,这也为集成CPU提供了必要的条件;二是成本较低,通常为非铝制散热片;三是模块内部控制电路使用单电源直流15V供电;四是内部可以集成电流检测电阻元件,与外围元器件电路即可组成电流检测电路。实物如图1-74所示,代表有美的KFR-35GWBP2DNIY H(3)、三菱重工KFR-35GW/AIBP等机型,此类模块多见于目前生产的交流变频空调器、直流变频空调器及全直流变频空调器,也是目前比较常见的一种类型,在集成CPU控制电路模块的基础上改进而来。模块、室外CPU控制电路、弱信号处理电路、开关电源电路、滤波电容、硅桥、通信电路、PFC电路、继电器驱动电路等,也就是说室外机电控系统的所有电路均集成在一块电路板上,只需配上传感器、滤波电感等少量外围元器件即可以组成室外机电控系统。该模块的生产厂家有三菱、三洋、飞兆等,可以称其为第四代模块,是目前最常见的控制类型,由于所有电路均集成在一块电路板上,因此在出现故障后维修时也最简单。根据CPU输出6路驱动信号至模块内部控制电路的过程,模块可分为使用光耦耦合与直接驱动两种。②CPU输出的6路信号经光耦耦合至模块内部控制电路,模块输出的保护信号也是经光耦耦合至CPU,即CPU电路与模块内部电路相互隔离。

  ⑤体积更小,智能化程度更高,成本更低,且不易损坏(指模块内部IGBT开关管不易损坏)。⑥模块内部集成电流检测电路或外置模块电流检测电阻,只需外围电路放大信号,即可输送至CPU电流检测引脚。

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