变频空调控制模块电路分析

室内电路可细分为：电源电路、通讯电路、过零检测、温度采样电路、主芯片采样电路、显示驱动电路，内风机驱动电路，风门驱动电路等，变频空调相对定频空调室内电控多一个通讯电路，其余电路基本相同。

室外电路可细分为：电源滤波电路（强电）、通讯电路、风机驱动控制电路、四通阀驱动电路、温度采样电路、电子膨胀阀驱动电路、主芯片控制电路、电压/电流采样电路、功率因素校正采样电路（PFC）、开关电源电路、压缩机驱动电路（IPM ）等 。

一、变频空调控制器原理

二、变频空调控制器工作原理

当室内机接通电源时，室内电源220VAC经EMI电路后，通过桥堆整流、滤波转变为310VDC直流，经电源转换输出12VDC、5VDC直流电压，为单片机及其外围的电路提供电源。同时，振荡电路和上电复位电路启动单片机开始工作。此时，便可接受遥控器的信号，空调器开始检测室内的温度传感器、设定温度以及EEPROM中的数据等，并按照遥控器的设定状态运行；单片机通过显示屏将空调器的运行状态显示在显示屏上，当接到要求开机的信号时，室内功率继电器给室外供电。

当室外机得到室内电源后，交流电220VAC经整流及功率因数调整后转换为310VDC直流，滤波输入到开关电源及IPM模块（驱动压缩机）。经开关电源输出15VDC、12VDC、5VDC电压供单片机、IPM驱动电路及其外围的电路工作。和室内机一样，上电复位电路和震荡电路在得到5VDC电源之后便启动单片机工作。此时，单片机开始检测温度传感器，通过室内外通信回路接收室内机发来的信号；室外直流风机和四通阀按照设定的模式运行，单片机根据室内传来的指令，通过IPM模块驱动电路及位置反馈电路控制IPM模块使压缩机按指定的转数运转。

空调整机工作原理示意图

工作原理： A. 压缩机将低温低压的气体压缩为高温高压气体后排出； B. 到四通阀后，通过四通阀的换向作用，将制冷剂流向冷凝器方向； C. 送到冷凝器中的制冷剂通过散热片降低温度，流经干燥器吸收水分； D. 来到毛细管；通过毛细管降压后，制冷剂变为低温低压液体 E. 低温低压液体来到蒸发器后，通过散热片和内风机的空气对流作用吸收热量后气化，变为低温低压气体； F. 低温低压气体通过四通阀后，来到压缩机后，形成循环工作。

注意：

（1）、单向阀的作用： 由于热泵型空调有制冷制热两种方式，通过实验制冷和制热时对制冷剂要求的量 不一样，一般是制热时需要的制冷剂少一些，这样，制冷制热时需要的毛细管长 度是不一样的，因此，在这里加一个单向阀，只在制冷时起作用，制热时不导通。（2）、储液器作用： 防止空调冲氟多，经过蒸发器后回来的不全是气体，而是汽液混合物，而压缩机只能压缩气体，如果混有液体，可能会造成“液击” 。（3）、制热时方向刚好和制冷相反，制热时，通过四通阀，制冷剂流向蒸发器。

房间空调器的基本运行模式如下:

1、自动模式：系统开机后，运行模式转到自动时，系统先根据当前设定温度与室内温度差决定运行模式，然后依所决定之模式运行。以下选择条件中Tr表示室温，Ts表示设定温度。 初次进入自动时，按下列条件选择运行模式：

Tr ＞Ts 选择制冷模式

Tr =Ts 选择送风模式（制冷不开压机）

Tr ＜Ts 选择制热模式

2、制冷模式：换向阀掉电，控制器根据当前室温与设定温度的差别决定压缩机的开停。 以Tr表示室温，Ts表示设定温度，则：

Tr ≥Ts+1 压机开

Tr ≤Ts-1 压机关

Ts -1 ＜ Tr ＜ Ts+1 压机维持原状态

3、除湿模式：以下Tr表示室温，Ts表示设定温度。初次进入除湿，压机、室外风机、室内风机按以下规定运转：

Tr ＞Ts+2，压机、外风机连续运转，室内风机以设定风速运转。

Ts ≤ Tr ≤Ts+2，压机、室外风机运行10分钟停6分钟，室内风机以低速运转。 Tr ＜Ts，压机、外风机停止工作，室内风机以低速运转。

4、送风模式：压缩机及室外风机停止运行，室内风机可进行高速、中速、低速设定，风叶可选择摆动或停留在某一位置上。

5、制热模式：四通阀控制：进入制热状态压机开机，四通阀一直得电，制热压机关机，四通阀滞后2分钟关，若有制热转入其它状态，则压机先停，2分钟后四通阀关。初次进入制热时（根据室温与设定温度的差别），压机、外风机开启，8分钟后检测室内温度，室内控制器根据当前室温跟设定温度的差别给室外发 信号决定压缩机的开停。 以下Tr表示室温，Ts表示设定温度，ΔT表示补偿温度，则：

Tr≥（ Ts+4）+ ΔT+1 压机关

Tr≤（ Ts+4）- 1 压机开

三、空调室内机控制器电路

1、电源电路 电源是为室内机空调器电气控制系统提供所需的工作电源，如单片机、电加热及一些控制检测电路工作电源等。主要由开关变压器、控制IC、嵌位电路以及输入输出整流滤波组成。有使用线性电源也有使用开关电源，线性电源的优点是可靠性高、EMI好，缺点是无法应对宽电源输入，一般只有200V-240V之间，工频变压器体积大，无法实现大功率输出，输出电压波动大，效率低，待机功耗无法控制；开关电源体积小，效率高，电压输入范围宽，一般为160V-270V之间，缺点是设计复杂维修难，抗雷击能力较低。

A、线性电源电路

电源部分

FUSE101:延时保险丝，可以防止电控器的长时间过流或短路，可在输入电压过高时，与RV101一起保护后续电路免受冲击而损坏 ；

RV101:压敏电阻,在电路收到高压冲击时，通过压敏电阻及时放电，保护后续电路（主要为防雷击）；

C101：X电容，EMI滤波，用以抑制差模干扰；

T1: 线性变压器；

BD1:4个二极管组成的桥式整流电路；

E101:整流滤波电容，

C102: 磁介电容104，起吸收高频信号作用；

辅助电源：

DC12V电压为控制板中反向驱动器UL2003、室内上电、负离子、电加热、换新风继电器、蜂鸣器等电路提供工作电源；

DC12V经7805三端稳压器输出DC5V电压，为主芯片、EEPROM等工作电源；

过零检测部分

C点接变压器次级整流后的脉动直流端，电阻R43与R44组成分压网络，当F点电压为0.7V时,C点电压应该为1.4V，此时三极管N4导通，F点电压被钳位在0.7V，单片机接口端出现低电平；当C点电压低于1.4V时， F点电压低于0.7V，三极管不导通，单片机接口在上拉电阻的作用下为高电平。

D9：1N4007隔离二极管，防止后端电容对取样点的影响。

G点检测到的信号为方波信号

B、开关电源电路

内机板主要有三种：安森美NCP1200P60、三肯A6059H、PI TOP-258，在第四部分与外机开关电源一起分析。

2、复位电路

复位原理：复位电路在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或有干扰，电源会出现一些不稳定的因素，为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此，在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。接通电源，+5V由0到开始上升，当电压上升至4.2V时，三极管P201获得导通条件，P201导通，REST脚获得高电平，系统完成复位，当电源上升至+5V时，P201饱和导通，电源达到稳定状态，系统工作在稳定状态下。当系统电源出现异常，+5V电源低于4.2V时，P201不导通，REST脚变为低电平，系统无法完成复位动作。

3、PG内风机控制电路
在主芯片内部程序的控制下，由PG_OUT口输出风机控制信号，并由三极管和双向光耦可控硅R3BMF51(AQH2223)进行控制，可实现室内风机的运转、停转及无级调速等功能。当主芯片PG_OUT口输出一个PWM波至三极管N5，当输出为高电平时，三极管N5导通，光耦可控3脚为低电平，这样光耦可控硅的内部发光管导通，其发光强度控制内部双向可控硅的导通程度，从而进一步控制室内风机的工作状态和运转速度；
R61、C27为内风机的阻容吸收元件，以保护IC7光耦可控硅，L1为风机输出滤波电感，C15是内风机启动电容;
很多电路中三极管N5用2003反向驱动器替代。

4、PG内风机反馈电路

室内风机的转速是受反馈电路控制，内风机反馈电路工作原理是：由于内风机转子上的三个磁条，经过霍尔元件时，就会产生霍尔效应，从而产生一个脉冲，即输出一个高电平，通过CN27端子2脚送入主芯片，主芯片根据此端口送入的脉冲数来判定风机转速，从而实现主芯片对风机的调速控制。电路图如下：

5、柜机交流风机控制电路

主芯片输出控制信号，经2003反相器或三极管输出低电平，相应继电器开始工作，交流风机开始工作；继电器弱电引脚并联的二极管为续流二极管。与外机交流风机工作原理相同。

6、直流风机控制电路

挂机和柜机直流风机的控制方式相同，风机插座挂机采用XH-7芯空2针，柜机采用VH-6插座，其中一脚悬空。直流风机采用+310V和+15V双电压供电模式，310V高压为供风机绕组工作使用，15V电压为风机内电路板的工作电源电压。

VSP为风机转速控制信号，主芯片发出的风机风速控制信号为+5V的脉冲数字信号，经过数模转换电路 ，转换为+15V的模拟信号，控制电机内电路板以产生PWM电压波形；

风速反馈信号为12脉冲/转，脉冲幅值+15V，因主芯片工作电压为+5V，因此需在电源板上将其转换成+5V的信号后，才能供给主芯片以检测外风机转数。

7、步进电机（导板、摆叶）驱动电路
步进电机部分驱动为主芯片输出口经过限流电阻加至2003反相驱动器输入端，对应IC5输出端16-14脚输出，当IC5电源端脚接上+12V电压时，IC5任何一脚输入端低电平时（0V）对应的输出端则输出+12V，当IC5任何一脚输入端高电平时（5V）时则对应的输出端输出0V低电平，实现步进电机的步进动作，步进电机有4个绕组，5个抽头，公用抽头接+12V电压，当A路输出低电平时A步动作，其它步进以此类推。

8、蜂鸣器驱动电路

1、挂机内板采用的都是无源4KHZ蜂鸣器，即蜂鸣器内部不带振荡源的，所以由主芯片输出脉冲频率信号来驱动它向，从主芯片13脚输出PWM波经R58电阻至IC5第7脚，经IC5第10脚输出驱动BUZZ，蜂鸣器声音由PWM频率控制。

2、柜机产品蜂鸣器布置在显示面板上，采用XY22GP-25HF(无源-2K)音乐蜂鸣器，特别在开关机时有不同变调的和弦音.
蜂鸣器控制模块有两个驱动引脚和主芯片相连，一个是振荡信号输入引脚，由主芯片提供相应频率的方波信号驱动蜂鸣器发声，另一个是供电控制端，供电切断后蜂鸣器靠电解电容放电维持其发声，会有音量渐渐变小的效果；
如下309D蜂鸣器原理图，端口BUZZ-CON为供电控制端，BUZZ-PWM为振荡信号输入端，均由主芯片输出信号。当主芯片BUZZ-CON输出高电平时，三极管N3开始导通，当N3导通后三极管P2导通，开始给蜂鸣器供电，同时给电解电容E5充电.此时当主芯片BUZZ-PWM端口有一定频率的方波信号发出，则蜂鸣器可依靠电解电容E5放电发出声音，但随着电容电量的减少，音量会逐渐减少，形成蜂鸣器声音渐变的和弦音效果。如果要实现变调的效果，则可以通过在短时间内切换不同。

9、室内上电、负离子、电加热、换新风、四通、外风驱动电路
内机板中弱电驱动强电部分主要有电加热、负离子、换新风、室内外电脑板上电，由主芯片相应引脚输出控制信号，通过三极管或2003反向器控制继电器线圈的导通，继电器线圈引脚一端接+12V,当另一引脚为低电平时线圈得电，这时继电器开关闭合，电路就处于工作状态。当线圈失电，开关断开电路不工作；
其中继电器弱电引脚两端并联一个二极管，通常称为续流二极管，因为继电器线圈可以储存能量的（线圈会阻止电流的突变，即电流只能慢慢增大和减少），如果使线圈一下断电，它两端就会产生很大的电压，这样就可能使线圈损坏、相连接的元器件击穿。这时，我们只要在线圈两端接上二极管，便可以使它产生一个回路（断电时相当于在线圈两端接根短路线），使线圈储存的能量放完，这个二极管在这里起到续流的作用.

10、室温盘管传感器检测电路

该电路分为室内环境温度传感器电路和室内盘管温度传感器电路，室温传感器是采用的环氧树脂封装的热敏电阻（目前挂机使用的型号为 WF1K233）、室内盘管温度传感器是采用紫铜壳灌封的热敏电阻（挂机使用型号 WF4F103），它们均为负温度系数的热敏电阻，如下柜机温度检测电路图：温度检测传感器通过插座CN9与主板相连，5V经室温传感器（类似可变电阻）、R40分压电阻、以及R43电阻组成分压取样电路，在制冷或制热状态时，将随温度变话的电压值送至主芯片ROOM脚，主芯片根据此脚的电压与设定的室内温度值进行比较，会自动调节空调的运转频率，进而控制室内温度在设定范围之内；5V经盘管传感器（类似可变电阻）、R42分压电阻、以及R41电阻组成分压取样电路，在制热状态时，盘管温度传感器和室温传感器相互配合控制室内温度，并有防止送冷风或调节室内风机转速的作用。
4.7uf的电容作用：平滑波形，容值的大小主要取决于传感器引线的长度，线越长电容的容值相应会增大；
若出现电容漏电或短路，芯片引脚检测的电压值被拉低，会导致空调不能不能正常工作； 若室温或盘管传感器开路或短路，空调会显示相应的故障代码（E1: 室温传感器故障;E2: 内盘管传感器故障）
部分产品增加的湿度传感器检测电路，另外定频柜机内板有增加外环温和外盘管检测电路，其控制原理相同。

注意取样电阻阻值，该电阻不可随意替换，否则会影响控制温度精度
柜机：室温和盘管均为 20K-1%
挂机：室温 20K-1% 盘管 3.3k-1%

11、E方存储器电路
空调使用的E方存储器有：24C02、24C04、24C08，其工作电压为5V，通过SCL控制信息端，SDA传输数据.其主要存储实现空调控制的各种数据，如风机转速、掉电记忆、错误代码等.E方芯片的第6脚为时钟线SCL，与主芯片相连，运行时钟由主芯片确定，E方芯片第5脚为数据线SDA,通过电阻R23与主芯片相连，与之作数据交换；C10-0.1uf贴片电容为高频滤波电容，可增加E方的抗干扰能力，E方芯片的1-3引脚与GND相连，R22、R24分别为E方的时钟与数据提供上拉电压，使之稳定工作。如下图：

E方芯片程序错误、焊接异常、芯片损坏，显示面板显示相应的故障代码：E4。
12、遥控接收及显示接口电路
A、挂机 两种接口：8芯片插座、10芯插座，如下图： 遥控接收电路主要为红外信号接收头组成，布置在空调显示板上，当遥控接收头接收到遥控器发射的红外信号时，其输出扣将信号通过连接端口送到主芯片IR脚，主芯片根据遥控指令进行译码，输出相应的控制信号，再通过此接口传送到显示板显示出相应的工作状态；并在操作遥控器的同时，主芯片输出脉冲信号，蜂鸣器会发出“滴”一声响.
显示板供电部分也由连接提供，挂机显示板工作电压5V
注意：测试发现显示异常主要排查点有显示板型号是否正确、显示连接电路焊接是否异常.

B、柜机
通过4芯端子将显示板和内板相连，采用的是三线制通讯电路，两根电源线12V、GND，一根通讯线COM，其中该连接口的+12V为显示板提供工作电压；空调产品通讯电路采用三极管传输方式实现面板和内板之间的数据传递。
内板向显示板传输信息过程： 如下图：内板向显示板传送的信息包括室温、内盘管、外盘管空调运行的模式及用户设定的信息等.当内板主芯片要输出数据时，由芯片的1-4-MBTX(不同产品端口定义会有差异)口输出数据包，经三极管N2放大，通过插座CN11的1脚传送给显示板；再经过显示板上N2三极管放大后到显示板芯片的COMM-R端口，经显示板主芯片译码后显示屏显示相应的符号；
内板接收显示板信息过程：
如下图：显示板向内板传送的信息包括温度、风速设置、运行模式等，这些信息打包成数据包经显示板COMM-T端口输出，经三极管N1放大后通过连接端口传送到内板CN11的1脚；再经过内板的N1三极管放大输送到内板的1-5-MBRX端口，内板主芯片接收到显示板的信息做出相应的运行动作；
备注：海尔空调产品显示板和内板之间通讯故障代码：E8

13、智能远程控制检测电路：
远程控制特点：利用手机、平板电脑、台式电脑通过网络技术实现对空调的远程控制，远程控制空调开关、温度、运行模式等各种运行状态；
控制方法（如下图）：通过远程控制端口CN36的2脚实验数据的发送和接收，其中1-57-TXD为内机板主芯片发送数据端口，经过N7放大传送到CN36的2脚，外部信号经过CN36的2脚经三极管N6放大到主芯片1-58-RXD，此为数据接收端口，发送和接收的过程同，以上内机和显示板的通讯电路。

其中：在通讯电路端口两个4148二极管为通讯接口钳位二极管，主要为显示板与内电脑板的通讯端口保护，使内电脑板与显示板的端口电压最高不超过+12.7V与-0.7V，以保护内电脑板主芯片与显示板主芯片不会因为过压而损坏。

钳位二极管原理： 二极管钳位保护电路是指由两个二极管反向并联组成的，一次只能有一个二极管导通，而另一个处于截止状态，那么它的正反向压降就会被钳制在二极管正向导通压降0.5-0.7以下，从而起到保护电路的目的。
作用：在钳位电路中，二极管负极接地，则正极端电路被钳位零电位以下； 1、当二极管负极接地时，则正极端电路的电位比地高时，二极管会导通将其电位拉下来，即正极端电路被钳位零电位或零电位以下（忽略管压降）！ 2、当二极管正极接地时，则负极端电路的电位比地高时，二极管会截止，其电位将不会受二极管的任何作用；3、在钳位电路中，二极管正极接+5v，则负极端电路被钳位+5V电位以上； （忽略管压降） 。4.正常工作，哪个二极管也不导通。

四、空调室内外机开关电源电路

1、安森美 NCP1200P100（外机）、内机NCP1200P60—开关MOS管外置

电路工作原理分析：

该开关电源为反激式开关电源，当MOS开关管导通时，电压加在变压器初级两端，变压器充电，能量为E=1/2LI²，此时次级整流二极管反向截止，变压器只进行能量存储，并不对负载放电，次级相当于开路，负载端所需的能量有负载侧电容提供。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偏置而导通，初级绕组向次级绕组释放能量。到MOSFET再次导通时，开关电源完成一个工作周期。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。开关变压器次级经快恢复二极管、高频滤波电解电容滤波后得到输出电压。
外机板工作过程如下（见下图）： P/N（DC310V）输入后N极为地，P极为正，分两路输入，一路经T1变压器初级后送入MOS管漏极，另一路经ZD1，R24电阻后送入IC1脉宽调制芯片第8脚做输入电压检测，同时也为自身提供工作电压，通过6脚外接E3电容滤波使工作电压更稳定，此芯片第5脚输出PWM波来控制M1的导通状态，使之T1变压器由电能转换为磁能，次级由磁能转换为电能输出，通过3个绕组得到4路电压，其中一路12V经三端稳压7805输出+5V电压为电脑板主芯片及E方、传感器、复位电路等提供工作电源，+12V为继电器、2003反相驱动器的工作电源，此路电源地为单独隔离的地；开关电源的主电源回路为+5VD，T1变压器6、7绕组得到感应电压经D7二极管整流，E5电容、L3电感以及E6电容组成的LCπ型滤波后送入模块板做模块板上主芯片的工作电源，+5VD电压通过电阻R29限流后加入IC2光耦PC817输入端，IC3（TL431）做取样基准，R28与R32组成反馈取样，取样点电压为2.5V，当此点电压升至3.5V左右光耦导通，IC1第三脚电压拉低，IC1停止输出，开关管截止，此时电容E5开始放电，当电压低于4.9V时，IC1芯片输出PWM，控制M1开关管导通，使变压器T1电磁转换蓄能，5V通过D7二极管整流，电容充电滤波，开关电路周而复始的重复工作，使电压稳定输出，R16电阻为电流取样电阻，调整PWM波的输出脉宽；另一路为+15V电源，为模块板上的逆变模块提供驱动极的工作电压，注+5VD与+15V公用地，与输入的整流地（N）相连，称为高低压共地。
内机板工作过程：同外机板，输出电压为+12V和+5V;

其中开关电源中采用TL341稳压原理如下： TL431是一个内部具有温度补偿的电压参考源和一个放大器的三端精密稳压器件。至少需要1mA的静态工作电流。

2、三肯A6059H—开关MOS管内置

封装及PIN脚定义

应用电路

电路工作原理分析：STR-A6000系列产品是开关电源,集成了功率MOSFET和电流模式PWM控制器IC的电源IC.低待机功率是通过PWM操作在轻负载条件下正常运行和突发振荡之间的自动切换.该产品实现了高性价比的电源系统与极少的外部元件，适用于输出9-14W的开关电源设计.电路的工作原理与ON相同，也是反激式开关电源。

3、PI TOP-258PN

TOP Switch-HX在空调电路中也是做反激式开关电源应用，该系列产品是将一个700V的功率MOSFET、高压开关电流源、PWM控制器、振荡器、热关断保护电路、故障保护电路以及其他控制电路集成在一个单片器件内，TOP258PN无需散热器时输出功率最高能达35W，230VAC输入时输出功率最高达48W,一般在空调柜机产品上采用该电源芯片。

五、空调室外控制器电路
1、电源输入电路
空调外机上电由内机控制，遥控开机，内机板外机上电继电器吸合后，AC220V电压通过室外上电连接线送至到空调外机，如下图,CN2为AC220V-L、CN1为AC220V-N输入口，CN3为接地输入口，AC220V(L)通过保险丝FUSE1（过流保护）送入，其中，CX1/CX2为X电容，消除零火线之间的差模干扰，与L1组合成滤波电路；CY1-CY4为Y电容，消除电源输入端（L、N）与地线（PE）之间的共模干扰，RV1压敏电阻作用起浪涌保护，RV2、RV3与SA1气体放电管组成雷击保护电路，目前空调板有单级滤波和双级滤波两种方案。

外机板和模块板工作电源电路：
经过图（1）滤波后的AC220V-L经PTC1缓冲后到达CN9插座，通过CN8(AC220-N)、CN9送入匹配的模块板中，如图（3），经过整流桥BG1整流成DC310V脉动直流电压，再经过模块板上CN1(P)、CN5(N)与外机控制板上P、N端子相连，由外板上450V高压电容对其进行滤波后提供到开关电源电路的输入口，使得开关电源工作，此时主芯片得电工作，（2）图中当主芯片PTC控制端口输出高电平，通过UL2003反相驱动器10脚输出低电平，继电器K5吸合导通，此时热敏电阻PTC1被短接，AC220V-L直接通过继电器送入CN9端口，为模块板启动压机做准备.注P/N为直流母线的正负极
在(2)图电路中PTC1和继电器K5构成放电回路，以避免室外机接通电源后，因直流回路中大电解电容的充电电流过大而损坏电路板.

2、复位电路

此复位电路由R59-R62、C11、P2组成，工作原理与内机的复位电路相同。

3、温度检测电路

如下图，CN6插座外接传感器（热敏电阻），共分三路（环温、除霜、吐气），有些产品还有吸起传感器，工作原理和内机的温度传感器检测电路相同。电阻R76、R78、R80与外接的热敏电阻组成分压电路，热敏电阻随着温度的变化阻值发生变化，主芯片根据电压的变化来判断温度的变化做相应的动作。

4、四通阀、交流风机控制电路
四通阀在空调制热的状态下是首先开启的，由主芯片四通阀控制引脚输出高电平经1K电阻加至反相驱动器ULN2003的5脚，对应其12脚输出低电平，使K3继电器吸合，此时AC220V-L加至CN10插座的1脚，零线（AC-N）通过插座的第3脚加入四通阀，四通阀得电开启，开始转向制热工作模式；如果在制冷的状态下，主芯片四通阀控制引脚输出的是低电平，经2003反相后输出+12V高电平，由于没有电位差，K3继电器不工作，四通阀不会打开，这时室内机盘管制冷，室外机盘管制热；在四通阀L、N端口并联RC滤波电路.
另外室外交流风机根据风机的工作方式分为单速和双速，工作原理与内机交流风机控制方式相同.如下图350系列交流风机：选择单速交流风机时，无K1继电器增加J36跳线，主芯片风机开关引脚输出高电平至ULN2003的4脚，经反相后其13脚输出低电平，K2继电器开始吸合，AC220V-L电压通过继电器送至风机绕组的高风端口（H），AC220V-N与风机插座的COM口相连，此时风机工作的高风状态；选择双速交流风机时，删除J36跳线增加K1继电器，主芯片风机开关引脚输出高电平至ULN2003的4脚，经反相后其13脚输出低电平，K2继电器开始吸合，AC220V-L经过K1继电器（单刀双掷）的常闭触点送至风机绕组的低风端口，AC220V-N与风机插座的COM口相连，此时风机工作在低风状态，当主芯片高风/低风控制引脚输出高电平，经UL2003反相器输出低电平，继电器K1与常开触点相连，AC220V-L送至风机绕组的高风端口，此时风机工作在高风状态。
空调外机交流风机的启动电容有两种连接方式：内置在电脑板上、外置在箱体 内置在电脑板：1、采用B3P5-VH CN13插座、外加两个插片端子CN14,CN15; 2、采用B5P9-VH CN12插座
外置在箱体：正常采用B3P5-VH

5、室内外机通讯电路

上图中使用的通讯方式是使用通讯线S实现的内机、外机间相互通讯的。 上室外通讯电路图中，R3、D1、D2、E10、R4、R5、R6组成通讯电路供电电路，交流电源R3限流，D1半波整流，E10滤波，R4、R5、R6分压后得到约167V左右的直流电源给整个通讯电路供电。
D3主要作用为保护IC10和IC11，防止冲击电压、电流造成光耦损坏。 IC11、IC1使用的是六脚的光电耦合器，这种光耦多一个接收管的输入端（基极）引出脚，在电路中该引出脚经过下拉电阻R11、R1及其旁路电容C18、C20连接到光敏接收管E极，使得光敏接收管在没有信号脉冲时能够更可靠的截止，保证接收管输出的信号脉冲更干净 在接线上此电路还有一个特征，当室内机交流电L、N端子与室外机L、N端子交错连接时，通讯电路仍可正常工作，这是因为电路中有D2的作用，使电源在室外机N线上整流（如图所示）通过通讯电路后在室内机回到L线形成回路。需要注意的是，虽然错接后通讯电路能工作，但因为电源中少了R3的分压限流作用，使整流后的直流电压比正常值升高了约50%，回路电流也会随之增加，容易引起通讯电路的损坏，因此，在进行内、外机连线时，仍要求 严格按照接线标示对号入座，不能错接。 R17,R10的作用主要是分流，保护光耦。
D4、D5的作用主要是防止接线时，N线/S线接反造成通讯电路损坏 R7、R8:限流 CY7、CX8:滤波，防止S线过长收到外界的干扰
当室内往室外发信号：
当室内向室外传输信号时，室外MCU必须给TX端一个高电平，保证IC11是导通的，以保障整个通讯环路是导通的，环路才会形成通路条件。 室外TX端为高电平，IC11导通，IC10导通导通，电源通过S线上的D4、D5到达IC1的发射极。
当室内TX口为高电平时，IC1形成导通条件，IC1导通， IC2也导通，到达CAN端，形成完全闭合的通讯环路，室外接收端因整个通讯环路导通，室外RX口变低电平，室外MCU接收到内机传送过来的低电平信号。
当室内TX口为低电平时，IC1形不成导通条件，通讯环路断开，IC11不导电，IC10不导通，室外RX口为高电平，室外MCU接收到内机传送过来的高电平信号。
当室外往内外发信号：按箭头指示，此时室内的TX口必须始终置高电平，保证光耦IC1有导通条件，再通过IC2,LED1后才能回到CAN。
当室外TX是高电平时，IC11光耦导通，通过IC10,通过通讯线来到室内，此时，因室内TX端始终为高电平，IC1导通，IC2导通，室内RX端为低电平。 当室外TX为低时，整个通讯环路不导通，IC11无法导通，IC10不导通，电源无法为IC发射极供电，形不成导通条件，IC1不导通，IC2不导通，室内RX为高电平。 完成一次通讯。
E7故障
六、室外模块板控制电路
1、电源滤波电路
AC220V经外机板CN9（AC-L）、CN8（AC-N）输入至BG1整流桥，整流出的脉冲直流电经安规电容C405高频滤波后通过外接电抗线圈L接入模块板，电抗期L有两个作用，1、正常工作时做滤波，2、当PFC电路开启时做升压用的续流电感，D207二极管在平时做隔离二极管使用，当PFC工作时为升压电路的续流二极管，C404、C406为高频滤波电容，外机板上高压大电解电容E1、E2为整流滤波、储能电容，为模块板逆变提供平滑的直流电压，RS1电阻为直流母线电流取样电阻，RS2为模块电流取样电阻。

2、模块板和外板通讯电路：
模块板上通讯电路由外板CN23与模块板CN11相连，由P1三极管控制开关状态来实现与模块板的通讯，同样模块板反馈回来的信息经模块板上TR3三极管的开关状态来实现与外板通讯的反馈，PC1、PC2为模块板上通讯隔离光耦 。

3、PFC模块电路
PFC：主动式更节能 计算机电源负责把交流电（AC）转成直流电（DC）为主机提供全部电力，因此其能源转换效率高低是一项非常重要的节能省电指标。电源的能源转换效率跟标称功率大小并无必然关系，它是电源在处理AC至DC变压过程中，能量的剩余比例，而此效率基本取决于电源内部的功率因素校正电路（PFC，Power Factor Correction）。

PFC主要有两种，一种叫主动式PFC，另一种叫被动式PFC；主动式PFC本身就相当于一个开关电源，通过控制芯片驱动开关管对输入电流进行“调制”，令其与电压尽量同步，其功率因素校正值可以达到98%以上，因此通常采用主动式PFC电路的电源其能源转换效率都在75%以上，超过一般被动式PFC电路的；不过，其成本较高，差不多占去整个电源的整体成本的2至3成。被动式PFC电路的功率因素校正值一般只在60%至70%，能源转换效率低于80%。因此，选择节能型的电源必须首选采用主动式PFC电路设计的电源
注意事项： 1、器件的选用一定要有15％以上的余量，电感选型尽量选择低频电感。 2、PCB布线注意地线的布线，大电流的地和弱电地一定要分开。安装时工艺要 3、IGBT和续流二极管一定要和散热器接触良好，否则造成散热不及时，烧毁管子
A、主动PFC控制方式电路原理图：

B、原理图端口说明
1）、PFC驱动电路：首先AC220V经过整流桥BDG1整流后得到直流电压，整流桥的选取根据不同功率要求选定；经过PFC功率因数调整电路得到合适的电流波形和电压，PFC控制驱动电路由TLP521 IGBT驱动器(现在已升级为TLP351)、IGBT：SGH40N60UF、续流二极管FFA30U60DN、电抗器L1组成。RS1为电流采样电阻。

2）、PFC保护电路： 通过RS1电阻采集到系统电流，然后经过393比较器进行系统电流保护，以免非正常大电流损坏后面的功率元器件。基准电压为V‐=R12和R9的分压值，V‐=[R9/(R9+R12)]*5=0.38V。假设系统电流保护值为Is，流经采样电阻RS1后压降为V1=IS*RS1，根据此公式(R8+R10)*（5‐ IS*RS1）=0.38*(R8+R10+R11)，计算得到IS=32A

3）、电流检测电路
这部分电路是典型的运放电路，经过此电路，MCU测得非常精确的电流，调节PFC PWM控制信号占空比。电路的前面半部分为电压跟随器，提供了一基准电压V+=5*R4/(R4+R3)=0.495V。后半部分为放大电路，放大倍数为6.8倍，电流检测口为A/D采样口，通过采到连续的电压变化而得到系统电流每时刻的值。控制方法采用的是平均电流控制方法，平均电流是目前应用较为广泛的一种控制方法，在定频下工作，电流波形连续，平均值为正弦波 。

4、模块电流取样电路
RS2为模块电流取样电阻，通过该电阻两端的电压差来判定压机运转的电流，具体工作原理如下： 直流母线N极（DC300V负极）为参考地，通过电阻RS2的电流大小与电阻端电压成正比，取电阻两端的压差一路通过电阻R213送至模块的15脚（CIN）作模块的电流反馈，当模块电流过大时比如后端短路时，此处输出高电平至模块15脚，模块关断保护；另一路通过电阻R203至IC4的第5脚同相输入端，R205、R206组成分压电路，将5V电压分压至2.5V送入IC4的第3脚，这里此运放做成了一个电压跟随器，电压跟随器主要作用是提高输出阻抗，增加输出电压的稳定性，IC4第1脚输出2.5V电压，通过R204后送入IC4第5脚，通过放大后由IC4第7脚送至主芯片（MCU）5脚，MCU主芯片根据此脚输入的电压高低与读取存储在E方里的数据进行比较来判断压机输出的功率大小。

5、压机退磁检测电路
压机退磁电路的检测由IC5一路电压比较器通过检测RS2上的电压差来确定压机输出电流，以保护压机不会因输出电流过大导致压机内部永磁铁的消磁。

5V作为基准电压根据不同型号，不同厂家的压机来选用R222与R225电阻，R222与R225电阻分压送入至IC5比较器正相输入（同相）端与模块电流信号通过R213送入IC5反相输入端做比较，当正相输入信号高于反相输入端的信号时，5VDC通过R023输出高电平5V至主芯片（MCU）的36脚，当正相输入端的信号低于反相输入端的信号时，IC5第1脚输出低电平，将5VDC通过R023的电压拉低，使输入至主芯片（MCU）的信号为低电平，主芯片（MCU）根据36脚的电平与E方存储器的数据比较后来判断压机的运转状态。

6、DC母线电压检测电路

DC300V直流母线电压通过R228、R227、R226降压与R229分压送入主芯片的56脚，主芯片根据此脚电压判断直流母线的电压高低，D204、D205为钳位二极管，使此处电压最高不能超过+5.6V、-0.6V以保护主芯片，C009为滤波电容，滤除此处电压的高频干扰。

7、IPM模块电路
IPM即Intelligent Power Module(智能功率模块)的缩写，是以IGBT为功率器件的新型模块的一种先进功率开关器件。这种功率模块是将输出功率元件IGBT和驱动电路、多种保护电路集成在同一模块内，内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，有GTR（大功率晶体管）高电流、低饱和电压和高耐压的优点，以及MOSFET（场效应晶体管）高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点，与普通IGBT相比，在系统性能和可靠性上有进一步的提高，而且由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低，使散热器的尺寸减小，故使整个系统尺寸减小。
IPM内部含有门极驱动控制，故障检测和多种保护电路。内置电流传感器来监测IGBT的主电路，内部故障保护电路来检测过流、短路、过热和控制电源欠压等故障。用于防止因系统相互干扰或者过载等发生时造成功率芯片的损坏。它所采用的故障测方式和关断方式可使功率芯片的容量得到最大限度的利用而不会损坏其可靠性。如有任何一个故障发生，内部电路即会封锁驱动信号并向外送一“故障”信号。其内置的续流二极管，具有快速而软的反向恢复特性，可较好地抑制电磁干扰噪声。
IPM模块驱动电路设计
IPM模块驱动电路及位置反馈电路是控制、驱动直流压缩机工作，输出三相可变的直流电以控制压缩机的运转，根据压缩机的反电势决定驱动电路如何换相。P、N端接入300V高压直流电，从主控板处接来控制信号，控制六个MOSFET管的通断，以获得准确控制电压，U、V、W对压缩机输出控制电压，交流变频输出的为三相交流电，直流变频输出的为通电绕组不断改变的直流电。下图为IPM模块的内部控制模块图：

如下223模块板逆变电路工作原理：
主芯片IC1（MCU）第1脚、第2脚、第5脚输出逆变驱动U、V、W三相的负脉冲信号， 第63脚，第64脚，第4脚输出逆变驱动U、V、W的正脉冲信号，U、V、W之间信号输出每 相之间的相位差为120度，输出的波形为正弦脉宽调制波（SPWM），三相六路驱动信号进入 模块IPM相对应的输入端，分别为模块的5、6、7（正脉冲）与10、11、12（负脉冲），模块的8脚、13脚为模块的驱动电源+15VDC输入端，主要给模块的负脉冲，俗称下半桥驱动 级做驱动电源，16、17脚为15VDC的负极输入端，24脚为DC300V的正极输入端（P），20 脚为DC300V的负极输入端，2脚、3脚、4脚为自举电源输入端，主要功能为模块的正脉冲 做驱动电源，俗称上半桥驱动电源。

室外机外板提供15V与5V辅助电源分别供模块与主芯片（MCU），作模块的驱动电源与 主芯片（MCU）的工作电源，15V通过电阻R230（限流）后分别经过二极管D201、D202、D203 给分别给三相自举电容充电，使模块得到逆变输出上桥臂的驱动电压，模块下桥臂开启后 DC300V脉冲电压通过三路自举电容充电使模块上桥臂得到驱动的工作电压DC15V，D201、 D202、D203为自举隔离二极管，作DC300V与DC15V电压的隔离二极管，主芯片MUC输出的 SPWM波来控制逆变模块后极IGBT的开关状态，使之输出一个频率可变的三相交流电压来驱 动压机的三相绕组，使其运转，此电压通过感性负载（压机）后得到一个比较平滑的正弦波。

IPM模块驱动电路设计 注意事项
1：为了避免信号振荡，推荐在各输入端加RC(具有良好的温度特性)退耦电路，并且每条输入线的配线都应该尽可能的短(小于2cm)，用以防止干扰产生误动作
2：由于模块内置了专用的HVIC，其各路PWM控制端可以直接与MCU相连，而不需要任何光耦或变压器等隔离电路；如有外部干扰产生信号振荡, 请再各输入端加RC 退耦电路.；
3：次端子子为集电极开路型输出端，其信号线应通过一个10K左右的上拉电阻接至系统电源的+5V上；
4：为了保护IPM模块免受过高浪涌电压，直流母线平滑电容P与N1端之间应经可能的短，作为附加保护措施，推荐在靠近直流电源输入端子P和N1处增加一个薄膜吸收电容（0.1---0.22uF，高压600V以上）
5：F0输出信号脉宽由加在CFO和VNC之间的外部电容决定，例如：CF0 = 22nF→ tF0
=1.8ms (典型值))
6：自举二极管应选用耐压为600V以上快速续流型（续流时间100n以下）
7：为了保护HVIC 和/或LVIC 免受浪涌电压的损坏，推荐在控制电源管脚间(VN1-VNC，VP1-VPC，VB-VS)各加入一个稳压二极管(24V／1W) CIN和VNC、N之间的配线长短对IGBT 的动作有很大影响，所以配线应尽可能的短。 所有电容都应尽量靠近DIP-IPM 端子接续。
电流检测旁路电阻值的选择
下图 给出了外部短路保护电路的一个举例。当检测到下臂(N-side)直流母线的电流过大时，短路保护通过RC滤波器开始工作。如果此电流超出ＳＣ的动作阈值，所有下臂三相IGBT 的门极都将被关断(关闭)，并输出故障信号。由于短路保护是非重复的，所以在故障信号输出后系统应立即停止工作（中断单片机PWM 信号输出）。

RC 时间常数设定
DIP-IPM 的短路保护电路将外部电流检测电阻上的电压提供给控制IC并在那里与SC 动作阈值(参考电压)进行比较，然后由内部产生中断，停止IGBT 输出。为了防止由旁路电阻上的噪声干扰(包括FWD 瞬时反向恢复电流)所引起的短路保护误动作, 必须设置RC 虑波电路。RC 时间常数的选择要考虑IGBT 的硬中断能力(上图所示).
一般推荐RC 时间常数设定为1.5～2us。为了避免由引线电感干扰引起的短路保护误动作，上图中A、B 和C 部分的布线应尽可能短。
外部检测电阻的阻值设置
旁路电阻阻值的选择 采用下式来计算电流检测电阻的阻值:
电流检测电阻的阻值: R= VSC(ref)／SC
其中， VSC(ref) 为控制IC的SC参考电压(动作阈值, 见下表)，SC的最大动作阈值应小于DIP-IPM的最小饱和电流
(通常为IGBT额定电流的1.7倍)。以PS219A4为例，SC的最大动作阈值为20×1.7=34A

考虑到旁路电阻阻值的分散特性，SC短路电平的变化范围可由下式求出：
SC 最大值= VSC(ref) 最大值 / 旁路电阻最小值
SC 典型值= VSC(ref) 典型值 / 旁路电阻典型值
SC 最小值= VSC(ref) 最小值 / 旁路电阻最大值
假设旁路电阻的阻值分散系数为±5%，即最小值=15.6mΩ ，典型值=16.4mΩ ，最大值=17.2mΩ , 则SC 动作范围下表 所示。

注意:由于外部电路的杂散电抗和杂散电容产生的谐振，可能导致短路保护电路的动作值低于设计值。因此，电阻值要在实机试验中来调整确认

PCB布线注意