变频空调维修原理（变频空调维修基础）

家用变频空调基本原理：

控制部分（室内机）：

控制部分（室外机）：

制冷原理与压缩机：

压缩机结构与主要部件：

常见电子元器件的识别：

主板上元器件识别：

简单了解下《热泵型空调工作原理》动图：

常见电子元器件符号和实物：

挂机室内风机（PG电机）工作原理：

PG电机是一种带有霍尔元件的电机。霍尔元件被安装在电机的内部，正常时风机每转一周，霍尔元件输出一个或几个脉冲信号。当风扇电机转速高时，其输出脉冲信号频率高；当风扇电机转速低时，其输出脉冲信号频率低。输出的脉冲信号被单片机采集，然后通过调整可控硅的导通角从而调整PG电机的工作电压，进行风速的自动控制。

步进导风电机工作原理：

分体空调器室内导风电动机，工作电压5V和12V两种。它是以脉冲方式工作，每接收到一个脉冲，电动机的转子就移动一个位置，移动的距离可以很少。

同步导风电机：

工作原理：同步导风电动机具有恒定不变的转速，即转速不随电压与负载大小而变化。小功率同步电动机主要由定子和转子两部分组成。空调器一般采用单向同步电动机，当单相电流通入单相同步电动机绕组时，在定子中就会产生旋转磁场，其工作电压为交流220V。

常见电子元器件的检测：

电阻：电阻的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，并且还可作为分流器、分压器和负载使用。

电阻的技术指标：

电阻的测量：

电容：电容是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。(ntns)

电容的技术指标：

电容的测量：

使用万用表的电阻档，两表笔分别接电容的两端，此时电容充电，万用表指针会摆动；调换两表笔，电容先放电后充电，指针摆动，此时电容功能基本正常。

电容的常见故障：

电感：是一种常用元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、扼流等。

电感的测量：

电感的常见故障：

变压器：变压器就是通过电磁感应原理将输入的交流电压转换成我们所需要的电压。在空调中通常将AC220V转换成AC15V、AC12V等。

变压器的技术指标：

变压器的测量：

测量变压器的好坏，最行之有效的方法就是上电测试，将输入端接入市电，用万用表的交流档测输出端电压即可判断变压器好坏。

变压器的常见故障：

继电器：继电器是执行元件，当程序指令传到继电器，继电器吸合，接通强电电路，执行功能。空调中的压缩机、风机、四通阀等均靠继电器驱动。

继电器的技术指标：

继电器的测量：

继电器的常见故障：

光耦：光耦又称光电耦合器，在空调电路中常被用来作为通信信号的接收和发送。

光耦的测量：

稳压管：稳压管可起到电压稳定的作用。在空调中常通过它来得到需要的电压，给元器件提供工作电源。我们常用的有7812、7805等。

稳压管的技术指标：

稳压管的测量：

稳压管的常见故障：

整流桥：空调电路中很多元件的工作电压为直流，而变压器输出的为交流，整流桥起到了一个电压转换的作用，将交流电变为直流电。

整流桥的测量：

整流桥的常见故障：

扼流圈、压敏电阻：扼流圈：利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源。

瞬态干扰会造成开关电源输出电压的波动，损坏电源芯片，通常并联一只压敏电阻器来抑制瞬态干扰。 压敏电阻是对电压敏感器件，在常压下，其阻值非常大，对电路基本没影响，但电压较高时，其阻值迅速变小，流过回路的电流急增，保险管烧断，起到保护后续电路作用。

（暖通南社）

整流二极管：二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。

二极管的应用：整流、隔离、稳压等。

测量二极管的好坏：

1、正向特性测试：把万用表的黑表笔（表内正极）搭触二极管的正极，红表笔（表内负极）搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值就是二极管的正向电阻，一般正向电阻越小越好。若正向电阻为0值，说明管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。短路和断路的管子都不能使用。

2、反向特性测试：把万且表的红表笔搭触二极管的正极，黑表笔搭触二极管的负极，若表针指在无穷大值或接近无穷大值，管子就是合格的。

用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极 管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

晶振电路工作原理：

晶振的①脚和③脚接入主控芯片的相关引脚，②脚接地，这样，便可提供一个4MHz的时钟频率。晶振好像是主控芯片的心脏，只有这一电路正常了，芯片才能进入正常运行；晶振电路原理图如下所示：

晶振电路故障维修方法：晶振电路出现故障后通电正常；控制板没有任何反应；电源指示灯亮；首先检测电源直流5V供电是否正常；如果不正常则检查电源电路；如果正常检查则检查晶振电路。

⑴将晶振在电路板上焊下来测量其各脚之间的阻值正常时都是无穷大；

⑵通电后用万用表电压档测试晶振的①③电压为2.3V和2.7V左右，根据采用芯片的型号不同；①脚和③脚之间会有不同的电压差；一般为0.1V至0.4V。

⑶、如果所测两脚电压差很大，说明晶振不良或者开路（开路后①、③脚的电压值都在2.5V以上，并且两脚的电位差大于0.4V。）

上电复位电路的作用与工作原理：

(1)为CPU的上电复位； (2)监视电源电压。

主要作用是在上电时延时复位，防止因电源的波动而造成CPU的频繁复位，系统上电后5V电源通过MC34064（与HT7044A通用）的②脚输入，①脚端延迟一定时间后输出一个上升沿至控制芯片复位引脚。具体延时的大小主要是由电容C14决定的；通俗的讲，就是使主控芯片通电后内部程序归零，等待执行新的命令；同时在CPU工作过程中实时检测其工作电源（ 5V），一旦检测到该工作电源低于 4.6V，复位电路的输出端便触发一低电平，使CPU停止工作，待再次上电时重新复位。

上电复位电路实际维修检查：

①通过以上电路分析可以看出；如果电源正常，上电时由于电源经过电阻对电容充电的过程，假设7044不起作用了，芯片有时也会复位工作，但此时芯片失去监测电源电压的功能；对于整机没有其它影响，能够正常工作。

②上电后整机无反应； 5V输出电压低；断开负载继续检查电源 5V输出是否正常；仍不正常则说明电源电路有故障，需要维修；如果正常则继续检查下级包括复位电路在内的其它电路；

③检查复位电路；断开复位电路元件MC34064；测量 5V是否正常；如果正常则说明MC34064漏电或者短路，需要更换；如果仍不正常，则检查其它电路。

④MC34064是集成元件，用万用表电阻档只能测量它的各管脚之间有无短路，电源输入正常时①②脚的电压都是 5V；如果②脚输入正常，而①脚无电压或者输出低都说明复位电路出现故障。

注意：当电源 5V输出低于 4.6V时复位电路会输出一低电平，使CPU停止工作，待再次上电时重新复位。

整机正常工作时，测量①②脚电压都是直流5V。

直流5V电源、上电复位电路、晶振电路是主控芯片工作必备的条件，所以在检修时必须首先检查这三个条件正常了，才可以继续检修其它电路。

PG电机电路分析：

PG电机是由过零检测，风机驱动，风机反馈组成通过交流电零点的检测，风机驱动（延时输出一脉冲，延时的长短决定了室内风机的风速。

通过风机转速的反馈检测风机运转的状态，以便准确地控制室内风机的风速。

通过交流电零点的检测，风机驱动（即芯片的8脚）延时输出一脉冲，延时的长短决定了室内风机的风速。

通过风机转速的反馈（即芯片9脚）检测风机运转的状态，以便准确地控制室内风机的风速。

过零检测电路：电源变压器输出AC12V，经D1、D2、D3、D4桥式整流输出一脉动的直流电，经R02和R03分压提供给Q1，当Q1的基极电压小于0.7V时，Q1不导通；而当Q1的基极电压大于0.7V时，Q1导通。这样便可得到一个过零触发的信号。

步进电机检测方法：

电压检测法：额定电压12V的电动机相电压约为4.2V；额定电压为5V的电动机相电压约为1.6V,若电源电压或相电压有异常,说明控制电路损坏。

电阻检测法：

12V电机：每相电阻为200～400Ω；

5V电机：每相电阻为70～100Ω。

同步电机检测方法：

电压检测法：检测同步电机插头处是否有交流220V，如有，电机不运转为电机坏，如无，可能为电控板坏或接插件接触不良。

反相驱动器：

2003为7路反相驱动器，即输入端输入为一高电平信号时，其输出为一低电平信号，输入端输入为一低电平信号时，其输出为一高电平信号，其最大驱动能力为50V,500mA，一般用于步进电机，继电器的驱动等。

检测方法：一般为先检测其12V电源是否正常，然后任一路输入一低电平，输出端应为一高电平；或后任一路输入一高电平，输出端应为一低电平用万用表测反向驱动器的电源和地之间的电阻，如果很小，说明已损坏。

温度传感器：

温度传感器主要由负温度系数的热敏电阻组成，当温度变化时，热敏电阻值也发生变化，温度升高，电阻值减少；温度降低，电阻值增大。 5V经传感器及R26（R25）分压取样，提供一随温度变化的电平值，供芯片检测用，芯片根据电压值判断出此时的温度。

主要有空内环境温度传感器，空内盘管温度传感器，室外环境温度传感器，室外盘管温度传感器，室外排气温度传感器。

各种温度传感器插头颜色的区分：

白色：压机排气温度传感器 黑色：冷凝器管温传感器

黄色：环境温度传感器 红色：压机过热保护器

各种温度传感器的作用：

空内环境温度传感器：安装于室内蒸发器进风口，由塑料件支撑，可用来检测室内环境温度是否达到设定值。其作用是：

1）制热或制冷时用于自动控制室内温度；

2）制热时用于控制辅助电加热器工作。

室内盘管温度传感器：

安装在室内蒸发器管道上，外面用金属管包装，它直接与管道相接触，所测量的温度接近制冷系统温度。其作用是：

1）冬季制热时用来作防冷风控制；

2）夏季制冷时用来进行过冷控制（防止系统制冷剂不足或室内蒸发器结霜）；

3）用于控制室内风机的速度；

4）与单片机配合实现故障自诊断（各传感器均有此功能）；

5）在制热时辅助用于室外机除霜。

室外环境温度传感器

安装在室外机散热器上，由塑料件支撑，用来检测室外环境温度。主要作用是：

1）室外温度过低或过高时系统自动保护；

2）制冷或制热时用于控制室风机速度。

室外盘管温度传感器

安装在室外机散热器上，用金属管包装，用来检测室外管道温度。其主要作用是：

1）制热时用于室外机除霜；

2）制冷或制热时用于过热保护或防冻结保护。

室外压缩机排气温度传感器：

安装在室外压缩机排气管上，用金属管包装。主要作用如下：

1）压缩机排气管温度过高时系统自动进行保护；

2）在变频空调器中用于控制电子膨胀阀开启度以及压缩机运转频率的升降。

通过检测压机的排气温度，结合用户使用的状况，维修历史和其它的温度、频率、电流参数可以判断系统是否脏堵，制冷剂是否正常，压机排气是否正常，正常值一般在80°左右。

传感器电阻检测法：

R（25℃）室内盘管温度、室内环温、室外环温、室外盘管传感器阻值约：5KΩ；

R（25℃）时：压机排气温度传感器阻值约：54KΩ；

以上参数、仅供参考。

由于受环境温度的影响，传感器的准确阻值不容易掌握，日常维修时可以随身携带几根好的传感器，测量空调上正在使用的传感器阻值与之比较，以便判断好坏。

室外机电路框图：

室外机强电输入电路：

以上实数仅供参考，各品牌或有不同。

电抗器：

电抗器实质就是个电感线圈，每对端子间的电阻在几个欧姆。电抗器在电路中的作用：滤波、延时、缓冲。阻值一般为几欧姆，常见故障有：开路、漏电、噪音大。开路时，外机通电无反应，空调会报通讯故障；漏电时会出现开机跳闸现象，室外机机壳带电；当电抗器的硅钢片受到锈蚀老化后，会出现较大的电磁噪音，必须要更换。

滤波器：滤波器用于滤除高频干扰，净化输入的交流电源，同时也可以滤除空调器产生的电磁干扰，防止污染电源。

常见故障有开路，导致外机不通电；漏电导致外机带电；可以用万用表欧姆档测量输入和输出端之间是否导通判断是否开路；测量输入、输出脚与外壳之间的绝缘阻值，正常应该为无穷大。

室外机开关电源电路：

电路工作原理：

1、交流220V经整流硅桥整流、电解电容滤波输出的约300V的峰值电压。此电压正极经开关变压器的绕组加到芯片内集成开关管的漏极D上；负极接开关管源极S。

2、由于高频开关变压器T01初级绕组与次级绕组、辅助绕组极性相反，开关管IC901导通时，其漏极有电流流过，因此开关变压器T01初级绕组产生上正下负的感应电压，而副绕组则产生下正上负的电压，次级整流二极管未能导通，副绕组无电压输出，能量全部存储在开关变压器的初级；次级相当于开路；

3、当开关管截止时，初级绕组反极性，次级绕组同样也反极性使次级的整流二极管正向导通，初级绕组向次级绕组释放能量，即次级在开关管截止时获得能量。开关变压器的次级得到所需的高频脉冲电压，经整流、滤波、稳压后送给负载。由于次级在开关管截止时获得能量，这样，电网的干扰就不能经开关变压器直接偶合给次级，具有较好的抗干扰能力。

4、辅助绕组经二极管D902、电阻R902，经过电解E903储能后接开关管IC101的电源脚，为开关管提供电源。

5、次级反馈采用由TL431组成的精密反馈电路， 12V电源经R905、R904分压后的取样电压，与TL431中的2.5V基准电压进行比较后产生误差电压，再经光藕去控制反馈电流大小，从而使芯片可以根据反馈电流的大小改变功率开关管的输出占空比，来维持输出的 12V稳定，从而达到稳压目的。

6、开关电源电路还有一些保护的电路：由于开关管在关断的时候，由高频变压器漏感产生的尖峰电压会叠加电源上，损坏功率开关管。因此，在开关变压器初级绕组上增加钳位保护电路，由稳压二极管ZD901和快速二极管D901组成了吸收电路；使开关变压器初级绕组上之间的电压变化速率减缓。这样，一方面可以使开关管工作在较安全的工作区内，减小开关管的截止损耗；另一方面则可以使输出端的开关尖峰电平大大降低。

综上所述，可以将开关电源电路简单绘制成以下框图：

电源出现故障以后会导致外机不能工作，主要表现出以下现象：1、通电无输出；2、输出电压不稳；

空调报通讯故障，压机启动失败故障或模块保护故障。

通讯电路：

通讯电路是室内机与室外机通讯的通道。电路的工作方式为半双工串行通讯。通讯过程中内机为上位机，外机为下位机。

1、电压流程：

AC220V经过R14、R11、R10三个电阻的降压，再经过二极管D7的半波整流和稳压二极管ZD1的稳压变成DC24V；电容C12、电解C11、电阻R3进行直流滤波提供整机通讯用的电源。室内外机通讯经过联机线中的通讯线SI连接，然后经过PTC电阻TH2、电阻R94再经二极管D8整流和ZD2的稳压，为室外机提供电源。通讯电路是一个24V电压的通讯回路传输电平；此电压是依靠内机电路提供的。

上电以后，外机处于接收状态，内机发通讯码到外机，经过光耦PC1、PC2、PC3、PC4及外围器件的电平转换，发送到外机。信号线和零线之间的电压在DC0V～24V之间切换；通信电路的直流电源直接使用220V交流主回路，将交流电源经过电阻降压，二极管半波整流，电容滤波、稳压管稳压，得到30V左右直流电压，以交流N作为直流的负极，内外机之间的连线共有四根，交流电源线L、N，通讯线SI，保护地线；通讯电路和L、N、SI三线有关，三线之间联系密切，缺一不可，三线出现问题即空调出现通讯故障。

2、信号流程：

室内外芯片分别有一个通讯输入、输出端口，对应发送、接收通讯光耦。当内机向外机发送信号时，外机发送光耦常导通，内机发送光耦按照通讯协议导通、关断，外机接受光耦输出侧得到相应高、低电平通讯信号；当外机向内机发送信号时，内机发送光耦常导通，外机发送光耦按照通讯协议导通、关断，内机接受光耦输出侧得到相应高、低电平通讯信号。

通讯电路元件实物：

光电耦合器：

光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端。

光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。（外形有金属圆壳封装，塑封双列直插等）。

用R×1k档测1、2脚电阻，正向电阻为几百欧，反向电阻几十千欧，3、4脚间电阻应为无限大。1、2脚与3、4脚间任意一组，阻值为无限大。

注：不能用R×10k档，否则导致发射管击穿。

PTC和功率继电器：

变频空调外机电源电路，利用PTC和功率继电器的并联通路，控制外机交流电源的进入，通电时PTC先导通，延时几秒后继电器接通。因为外机的直流电源是220V交流电源直接整流、滤波得到，滤波电容容量很大，为了防止上电初期过大的电容充电电流冲击，PTC和功率继电器组成延时防瞬间大电流电路；

PTC是正温度系数的热敏电阻，特性是温度升高，阻值增大，正常时在20欧姆左右，所以通电后，若后级有短路，则短路电流导致电阻温度上升很高，阻值趋向于开路，后级电路被自动断电，保护前级电源电路。

开机时功率继电器是不工作的，PTC导通，外机此时是由PTC供电的，内机CPU得到5V的工作电源开始工作，压机延时启动时间内，外机CPU检测外机电路是否正常，若正常，则控制功率继电器导通，PTC被短路不再起作用，然后外机运转的所有电流经过功率继电器；CPU检测外机有问题，或者有短路现象，则功率继电器不能吸合，外机由于PTC供电发热而保护。

PFC电路原理：

PFC是有源功率因数自动校正电路，主要用于直流变频空调的外机电源主回路上，对交流～直流环节进行功率因数校正。采用PFC后，可将变频空调向电网注入的谐波含量限制在最低水平，功率因数（有功功率与视在功率之比）接近于1，能够大大提高电网利用率。PFC电路使用了电压和电流双闭环控制电路，其目的是实现整流与稳压功能，得到较高功率因数，电压环稳定输出电压，电流环使输入电流很好的跟踪输入电压波形。

PFC电路是一个大功率的开关电源，开关管是大功率IGBT，开关变压器就是大电感（因此，实际维修中如果将电感短路，主控芯片会产生保护，PFC电路就没有正常输出导致外机无供电）；由二极管整流，电解电容滤波储能得到稳定的高压直流电源。在IGBT的控制下，使电感输出的电源电压和电流同相，功率因数很高，对外界供电网络没有干扰。PFC电路通过检测整流后的输入电压与输出直流电压，来实时调整功率开关的占空比，使输出电压保持稳定。

通过以上分析可以看出，PFC模块内部集成了整流硅桥、大功率IGBT、大功率整流二极管以及控制电路；肩负为整个空调外机提供电源的重要任务；它与变频模块电路组合成为双模块元件；由于工作在高电压、强电流的工况下，对于整体的散热和电源电压的稳定性要求较为严格；所以故障率相对较，对于实际维修更换模块时必须要将模块体散热面均匀涂满导热硅脂，并将模块固定螺丝上紧，保证模块体与散热片之间紧密结合，散热良好。

安装时，4颗固定螺丝必须均匀上紧，保证模块与散热片之间结合紧密。

变频功率模块：

模块电阻检查法：

1、在空调断电状态下，断开IPM的P、N、U、V、W的引脚线，用万用表电阻挡测量模块P和N管脚之间；P管脚分别和U、V、W管脚之间；N管脚分别和U、V、W管脚之间，以及U、V、W任意两管脚之间是否有短路现象，如果有短路现象则表明模块已经损坏。

2、用万用表二极管挡测量模块上下桥臂续流二极管，方法是：将万用表打到二极管挡，将红色表笔放在模块N管脚上，再用黑色表笔分别接触模块U、V、W三个端子看电压是否在0.35V-0.7V之间，如果不正常则模块可能已经损坏。

如果正常再将万用表的黑色表笔放在模块P管脚上，用红色表笔分别接触模块U、V、W三个端子看电压是否在0.35V-0.7V之间，如果电压不正常则可能模块已经损坏。

如果正常再将万用表的红色表笔放在模块N管脚上，黑色表笔放在模块P管脚上，正常值电压在0.8V左右；模块损坏，内部电路无法进行维修，需要更换整个模块。

外机控制板通讯电路元件：

通讯电路故障分析：

通讯电路出现故障后表现的现象：

1、整机通电正常，内机工作，外机无反应；

2、外机工作几分钟以后自动停机；

3、整机能够工作，但是升降频不正常；

4、制热时内机蒸发器温度已经远大于防冷风温度了，但是内风机仍不工作，最终空调自动保护停机，外机停止后内风机又工作吹出蒸发器的热量后停机；

由以上故障现象可以看出，造成空调通讯故障的原因有：无通讯电压、通讯元件损坏导致收发信号不正常、空调内外机联机线漏电干扰或者外部信号干扰；以下是检修步骤：

1、首先测量通讯电压是否正常，接线端子的“SI”端是正极，“N”端是负极；此机型的通讯电压是由内机电路提供的，如果没有，则断开内外机的联机线再检测，如果仍然没有电压则说明内机通讯电路故障；如果电压正常则说明联机线或者外机电路有故障，进入下一步检修；

2、在外机无电的状态下，外机滤波电容内的电量完全释放掉了，外机电控板上的电源指示灯不亮了，这时短接外机强制运行端子，再通电试机；如果压缩机、风机不运行，则说明其它电路有故障，如果运行正常则说明外机除了通讯电路以外的其它电路是好的；进入下一步检修；

3、在空调外机接线端子处测量信号电压是否在0～ 24V之间变化；

此时会存在两种情况：

a、变化范围窄，可能会在0～ 12V之间变化；说明通讯电路元件损坏存在故障，或者有异常干扰；由于干扰导致的异常是通讯电路的一种常见故障，干扰源有空调附近有信号发射塔、监控器、日光灯；空调接地不良；空调内外联机线不良等；此时可以通过更换屏蔽线的方法排除；

b、有 24V电压但是无变化；说明通讯电路有故障；可测量各点的电压来判断。

室内机主要电路控制框图：

1、 AC220V经过降压，整流，滤波，稳压输出稳定的直流电压为芯片、传感器电路、驱动电路提供电源，芯片接收到遥控指令后根据采集到的温度信号执行工作模式，经过驱动电路控制显示屏、风门叶片、内风机转速并与室外机通讯

2、AC220V经可控硅整流电路，供室内风扇电机工作

3、AC220V经二极管半波整流、滤波成直流电（可非稳压），为通讯电路提供电源，以便室内机与室外机进行通讯。

遥控接收电路：

显示板在接收到遥控器信号后，将遥控信号直接发送至室内控制板进行处理，遥控接收信号不经过显示板主控CPU处理。室内控制电路在接收到显示板发送的遥控信号后，经过处理再将处理信号反馈至显示主控CPU，显示相应的内容。

红外接收头好坏判断：

接收头接上5V电压，输出端接万用表，按遥控器任意键，对准接收器，万用表指针应在3-4.5V 之间任意一电压点摆动为好的。红外线遥控接收头就是将光敏二极管和放大电路组合到一起的元件，一般是接收放大、解调一体头，它能完成接收、放大、解调等功能。

直流变频空调工作原理：

模块将直流电源控制换向输出到压缩机，进行调压和调频，控制压缩机的转速，直流电源反映到压缩机三端形成的电压电流，具有方向变化的，是脉动变化的三相交流电。

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