變頻空調(diào)微電腦控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所采用的微處理控制芯片各異，加之新型號控制芯片不斷出現(xiàn)，若要詳細了解各個品牌、各個型號的控制電路確有難度。，但不論其怎么變化、采用何種控制芯片，它們的基本結(jié)構(gòu)、工作原理是一致的。為幫助大家學(xué)習(xí)、了解，我們在此按各個單元電路進行介紹，以達到逐步掌握變頻空調(diào)基本電路結(jié)構(gòu)和工作原理的目的。

室內(nèi)/外機電源電路都提供正常工作電壓是變頻空調(diào)正常工作的必備條件。檢修控制電路故障時，也應(yīng)先，確保電源電壓正常，再檢測其他電路。變頻空調(diào)的室內(nèi)/外機各有一套微電腦控制電路，為簡化室內(nèi)外機連接，在室內(nèi)外機各設(shè)一套電源電路。其中，室內(nèi)機電源電路和定頻空調(diào)的電源電路基本相同，有采用工頻變壓器和開關(guān)電源電路兩種結(jié)構(gòu);而室外機變頻電路需要的電源電壓要求較高，所需不同電壓的電源較多，均采用開關(guān)電源電路。
1.由工頻變壓器構(gòu)成的電源電路

采用工頻變壓器的電源電路見圖1，該圖是美的KFR-26/33GW/CbpY變頻空調(diào)室內(nèi)機的電源電路(其他采用工頻變壓器構(gòu)成的電源電路可參看2011年《家電維修》變頻空調(diào)圖解維修的系列圖紙)。
220V交流電經(jīng)3.15A/250V保險FS1加到由C2、C1和互感濾波器LF01組成的線路濾波器，濾除交流電中的雜波干擾，并防止空調(diào)產(chǎn)生的干擾流入電網(wǎng)。經(jīng)RTH1(NTC電阻)加到T1變壓器的N1繞組上，經(jīng)變壓器變壓后在N2繞組上得到13.5V左右的交流電。該電壓由整流橋IC6 進行整流，C9、C33濾波后，得到18V左右不穩(wěn)定的直流電，再經(jīng)IC4(7812)穩(wěn)壓成+12V的直流電，供反向驅(qū)動器、擺風(fēng)電動機、繼電器等電路工作;同時該電壓還經(jīng)IC5( 7805 )穩(wěn)壓成+5V的電壓，供微處理控制芯片工作'(有的機型是用工頻變壓器將220V交流電變壓成兩路低電壓，得到大約13.5V和9V左右的低壓交流電，然后分別進行整流濾波，再經(jīng)過各自的三端穩(wěn)壓電路，得到穩(wěn)定的+12V和+5V電源電壓)。其中直接并接在220V交流電上的ZNR1為壓敏電阻，電源電壓正常時，ZNR1呈開路狀態(tài)，對電路無影響，但當電壓高于270V時，ZNR1立即被擊穿，阻值很小，使交流電L、N兩端近似短路，電流很大，保險絲FS1過流燒斷，切斷空調(diào)工作電源，使空調(diào)不被高電壓損壞。
換氣電動機的工作電壓，由變壓器N3繞組上的電壓經(jīng)過IC7整流、C8、C35濾波后提供。
圖1中D7、D8和Q3等元件構(gòu)成過零檢測電路，D7 D8對變壓器輸出的低電壓交流電進行整流，得到脈動電壓，經(jīng)R43、R44和R45分壓后加到Q3的b極，當交流電處于零點時Q3截止，c極上為高電平，不在零點時，Q3飽和導(dǎo)通，c極沒有電壓輸出。這樣，在Q3 c極上就輸出一個頻率為2x50Hz的脈沖波，且每個波形剛好在交流電的零點時出現(xiàn)，與交流電的零點同頻同相。該脈沖波被送到微處理控制芯片內(nèi)部，芯片內(nèi)部電路據(jù)此來判斷交流電的零點，并控制可控硅之類元件的工作，使其在零點附近導(dǎo)通，防止元件損壞。
備注:變壓器構(gòu)成的電源電路結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，成本低廉，在空調(diào)的室內(nèi)機電源電路中被大量采用，只有少數(shù)空調(diào)室內(nèi)機采用的是開關(guān)電源電路。該電路的常見故障有：在使用空調(diào)季節(jié)，即使空調(diào)處于待機狀態(tài)，也很少有人將電源插頭拔下來，空調(diào)長時間處于通電狀態(tài)，隨著電壓的波動變壓器發(fā)熱，變壓器初級繞組上的溫度保險容易燒毀(該溫度保險安裝在變壓器繞組上，在圖1中沒有標示出來)，形成初級繞組開路。如果發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷，就要對ZNR1進行檢測，若ZNR1短路，應(yīng)急處理時可以將其舍棄。其次是三端穩(wěn)壓集成電路脫焊，濾波電容變質(zhì)等故障。
2.由開關(guān)電路構(gòu)成的電源電路
變頻空調(diào)中普遍采用的是變壓器耦合并聯(lián)、PWM(脈沖寬度調(diào)制)、PFM(脈沖頻率調(diào)制)或混合調(diào)制式開關(guān)電源。其基本工作方框圖見圖2。

220V 50Hz交流電經(jīng)D1、C1整流濾波電路轉(zhuǎn)換成300V直流電壓，該電壓一路通過開關(guān)變壓器的初級繞組加到開關(guān)管BG1的c極，-路經(jīng)過啟動電阻給電源芯片提供啟動電壓，芯片在得到啟動電壓后開始振蕩，從脈沖調(diào)整電路輸出開關(guān)脈沖，加到BG1的b極，BG1在b極開關(guān)脈沖的控制下，工作在截止、飽和導(dǎo)通快速不斷變化的開關(guān)狀態(tài)，當BG1導(dǎo)通時，300V直流電從變壓器的初級繞組流過，次級繞組電流線性增大，變壓器上得到的磁能逐漸增長，次級繞組的D2、D3、D4截止，變壓器完成儲存磁場能量的過程;BG1截止時，D2、D3、D4導(dǎo)通，變壓器中的磁能通過次級繞組轉(zhuǎn)變成脈沖電壓，經(jīng)過D3，D4整流，在C2、C3上將建立起預(yù)設(shè)的直流電壓在負載R2、R3，上釋放。電源啟動后，芯片的工作電壓轉(zhuǎn)為由D2提供，啟動電路退出工作(但有些芯片將啟動電壓作為輸入電壓高低的檢測電壓)。
電網(wǎng)電壓發(fā)生波動或負載電流大小發(fā)生變化時，開關(guān)電源輸出的直流電壓會隨之變化，為保持輸出電壓的穩(wěn)定，就必須設(shè)計穩(wěn)壓電路。取樣電路從輸出端取樣，得到的取樣電壓輸入比較放大電路，在比較放大電路里，將取樣電壓和基準電壓進行比較放大，然后輸出電壓去控制開關(guān)管激勵脈沖的占空系數(shù)δ，從而改變開關(guān)管的工作狀態(tài)，進行穩(wěn)壓。在電阻R1兩端，可以反映出開關(guān)管的工作電流，將這個壓降電壓送到脈沖調(diào)整電路上，作為保護電路的取樣電壓。當其大于設(shè)計值時，控制BG1截止，達到保護電路的目的。變頻空調(diào)的電源基本架構(gòu)-致，所以完全可以按照上述的方框圖對其他開關(guān)電路進行分析。

圖3是以TOP232為核心元件構(gòu)成的開關(guān)電源電路。220V交流電經(jīng)過3.15A保險絲、互感濾波器LX102后，在BD2橋式整流電路上進行整流， C34濾波得到約300V左右的峰值電壓，該電壓經(jīng)開關(guān)變壓器的初級組加到TOP232的漏極引腳D端，該腳是高壓MOSFET漏極引腳輸出，通過內(nèi)部的開關(guān)式高壓電流源提供啟動偏置電流，同時該引腳還是內(nèi)部電流檢測點。TOP232在得到D端電壓后形成自激開關(guān)振蕩過程，開關(guān)變壓器的次級便得到了所需的高頻脈沖電壓，經(jīng)脈沖整流濾波、穩(wěn)壓后提供給負載。-路經(jīng)D9整流后通過IC10內(nèi)部次級光敏三極管加到控制引腳C端，用于占空比控制的誤差放大器和反饋電流的輸入腳，與內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓器相連接，提供正常工作時的內(nèi)部偏置電流，亦用作電源旁路和自動重啟動/補償電容的連接點; 一路經(jīng)D4、C24整流濾波、7805穩(wěn)壓后輸出+5V的電壓，給微處理控制芯片和顯示電路等提供工作電壓;一路經(jīng)D5、C27整流濾波電路，7812穩(wěn)壓輸出12V電壓，給繼電器、蜂鳴器、步進電動機、風(fēng)機內(nèi)部霍爾檢測電路等提供工作電壓。同時在12V電源上通過R43、R42分壓得到取樣電壓，經(jīng)TL431比較放大后控制光耦內(nèi)部二極管的導(dǎo)通量，從而改變光耦次級接收端三極管的導(dǎo)通量，去改變TOP232 c端電壓，實現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓。

圖4是長虹KFR-45(50)LW/WBQ變頻空調(diào)室外機電源電路圖，空調(diào)開啟后，受室內(nèi)機控制的220V交流電通過室內(nèi)、外機連接線加到室外機接線端，該電壓經(jīng)30A保險管FUSE1后，通過C10、L301、C301等元件構(gòu)成的抗干擾電路，消除交流電上的雜波干擾信號后，經(jīng)過電流互感器T301的初級繞組，到達橋式整流器DB1進行整流，濾波電容C49濾波得到+300V直流電。該+300V的直流電壓一路加到變頻模塊上，提供變頻模塊+300V的工作電源;一路加到BUL310等元件構(gòu)成的開關(guān)電源電路。其中ZEN2為壓敏電阻，用于保護室外機免受市電異常升高而損壞;由于濾波電容C49容量( 2200uF/450V )很大，部分機型采用多個電容并聯(lián)的方式得到大容量電容。
特別提示：斷電后電容兩端仍會殘留大量電壓，檢修時一定要用烙鐵或大阻值電阻進行放電(禁止用金屬直路電容兩端)，待殘余電荷徹底釋放后，才能拆除或須量電容，以及檢修后級電路，防止電容殘余電荷損環(huán)儀表或造成電擊事故。在通電瞬間充電電流很大，為減C49充電時的沖擊電流。在電源工端上接了由PTC和繼電器RL305等元件構(gòu)成的軟起動電路，通電瞬間CPU電路還沒有工作，繼電器內(nèi)部觸點處于常開狀態(tài)，電流通過PTC構(gòu)成回路。由于PTC在常態(tài)下阻值小，當流過大電流時，阻值迅速增大，流過PTC的電流隨之減小，從而減小了C49的充電電流。隨著C49兩端的電壓慢慢升高，電源電路開始工作，微處理控制路處于待機狀態(tài)，一旦室內(nèi)機接收到開機指令，通過通信電路將指令傳遞給室外機，室外機的CPU 49腳輸出高電平的軟啟動控制信號，經(jīng)IC303放大器放大后驅(qū)動RL305繼電器吸合，短路PTC兩端，電流通過繼電器觸點構(gòu)成回路，從而減小了開機瞬間的沖擊電流。

通往開關(guān)電路的300V直流電壓，一路通過開關(guān)變壓器的初級繞組加到IC307的c極，一路通過啟動電阻R320為IC307 b極提供啟動電壓，IC307導(dǎo)通，c極電流通過開關(guān)變壓器的初級繞組，產(chǎn)生，上正下負的感應(yīng)電動勢，為C322充得上正下負的電壓，IC307b、e極之間的電位迅速升高， IC307進入飽和狀態(tài)。此時，流過開關(guān)變壓器的電流使開關(guān)變壓器儲存能量，同時IC307c極電流減小，變壓器上的感應(yīng)電動勢極性與電流方向相反，對C321進行反向充電，IC307 b極電位迅速下降，IC307截止。變壓器的二次繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，分別經(jīng)各自的整流濾波電路為負載提供電源電壓，其中經(jīng)VD308整流C323濾波后得到12V左右的直流電壓，一路為微處理控制電路中的反向驅(qū)動器、繼電器等電路供電;一路通過7805穩(wěn)壓后得到+5V的電源電壓，為微處理器和外圍電路提供工作電源電壓。經(jīng)VD308、VD309、VD310、D311整流，C328、C327、C326、C325濾波得到12V左右的直流電，為變頻模塊提供觸發(fā)控制電路的工作電源電壓。開關(guān)變壓器上的能量經(jīng)次級電路釋放，逐漸減小，IC307的b極電位逐漸上升，當IC307 b、e極間電壓上升到導(dǎo)通電壓時，IC307又重新導(dǎo)通。IC307這樣周而復(fù)始的動作，為微處理控制電路和變頻模塊提供穩(wěn)定的工作電源。部分變頻空調(diào)室外機電源電路被集成在變頻模塊內(nèi)部，在變頻模塊上得到+12V和+5V的工作電壓，提供給微處理控制電路。雖然結(jié)構(gòu)變化了，但其工作原理大致相同。

小結(jié)：變頻空調(diào)采用的電源電路差別很大，但作用均頭給微處理控制電路提供穩(wěn)定合適的工作電壓，只有各種電路的工作電壓正常，整個微電腦控制電路才能正常。檢修控制電路時，首先要對各關(guān)鍵點的工作電壓進行測量。對于采用變壓器降壓的電源電路，通過萬用表電阻擋對關(guān)鍵元件的電阻測量，基本就可以判斷故障部位和元件。對于開關(guān)電源電路，特別是采用集成電路為核心元件的開關(guān)電路，應(yīng)盡量查找該集成電路的資料，必要時可以參照電路實物繪出電路原理圖，再進行分析，做到心中有數(shù)后，再有的放矢地進行檢修。
當電源電路給微處理控制電路提供了合適而穩(wěn)定的工作電壓后，微處理控制芯片就會工作了嗎?肯定不會。因為微處理控制芯片要想正常工作，還必須要有幾個必備條件，只有在幾個必備條件都滿足之后，微處理控制芯片才可能進入工作狀態(tài)。