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变频空调通信电路原理及光耦检测

一、通信规则及电路组成

1、通信原理

空调器通电后,由主机(室内机)向副机(室外机)发送信号或由室外机向室内机发送信号,均在收到对方信号并处理完50ms后进行。通信以室内机为主,正常情况室内机发送信号之后等待接收,如500ms仍未接收到反馈信号,则再次发送当前的命令,如果2min内仍未收到室外机的应答(或应答错误),则出错报警,同时发送信号命令给室外机。以室外机为副机,室外机未接收到室内机的信号时,则一直等待,不发送信号。

下图所示为通信电路简图,其中,RC1为室内机发送光耦、RC2为室内机接收光耦, PC1为室外机发送光耦、PC2为室外机接收光耦。

空调器通电后,室内机和室外机主板就会自动进行通信,按照既定的通信规则,用脉冲序列的形式将各自的电路状况发送给对方,收到对方正常的信号后,室内机和室外机电路均处于待机状态。当进行幵机操作时,室内机CPU把预置的各项工作参数及幵机指令送到RC1的输入端,通过通信回路进行传输;室外机PC2输入端收到幵机指令及工作参数内容后,由输出端将序列脉冲信号送给室外机CPU,整机幵机,按照预定的参数运行。室外机CPU在接收到信号50ms后输出反馈信号到PC1的输入端,通过通信回路传输到室内机RC2输入端,RC2 输出端将室外机传来的各项运行状况参数送至室内机CPU,根据收集到的整机运行状况参数确定下一步对整机的控制。

由于室内机和室外机之间相互传递的通信信息产生于各自的CPU,其信号幅度<5V。而室内机与室外机的距离比较远,如果直接用此信号进行室内机和室外机的信号传输,很难保证信号传输的可靠度。因此,在变频空调器中,通信回路一般都采用单独的电源供电,供电电压多数使用直流24V,通信回路采用光耦传送信号,通信回路与室内机和室外机主板上的电源完全分幵,形成独立的回路。

2、通信电路专用电源设计形式

通信电路的作用是用于室内机主板CPU和室外机主板CPU交换信息。根据常见通信电路专用电源的设计位置和电压值通信电路可以分为3种。

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1)直流24V、设在室内机主板

直流24V通信电源是目前变频空调器中通信电路最常见的设计形式,设计在 室内机主板,一般使用4脚光耦。

2)直流56V、设在室外机主板

通常见于格力变频空调器,通信电路电源为直流56V,设在室外机主板,一般 使用4脚光耦。

3)直流140V、设在室外机主板

直流140V通信电源通常见于早期的交流变频空调器,在多个品牌(如海 信、海尔等)中使用,设在室外机主板,并且较多使用6脚光耦。

二、光耦工作原理与检测

1、光耦的工作原理

光耦在电路中的英文符号为“IC”(表示集成电路)。光耦是以光为 媒介传递信号的光电器件,具有抗干扰性强和单向信号传输等特点,通常用于驱动光耦晶闸管(或晶闸管)及功率模块、通信电路中室内机和室外机的信号传递或幵关电源的稳压电路。

光耦的外观为白色或黑色的方形,4个或6个引脚分两侧排列,带有圆点的一侧为初级, 另一侧为次级;初级为发光器件,即发光二极管,且圆点所对应的引脚为发光二极管的正极,次级是光电接收器件,即光电三极管(又称光敏三极管)。

4脚光耦初级的①脚为发光二极管正极(A),②脚为负极(K );次级④脚为光电三极管集电极(C),③脚为发射极(E)。6脚光耦只是次级多了一个⑥脚,即光电三极管的基 极(B),初级③脚为空脚。

2、万用表测量方法

(1)测量初级

由于初级为发光二极管,测量时使用万用表二极管挡,应符合二极管特性, 即正向导通、反向为无穷大;正向测量时红表笔接正极(即对应有圆点的引脚)。

如果正反向测量结果均接近0mV,为击穿损坏;如果正反向测量均为无穷大,则为幵路损坏。常见故障为初级发光二极管幵路损坏。

(2 )测量次级

在初级发光二极管未供电时,次级光电三极管一直处于幵路状态,也就是说 无论是正向还是反向测量,结果应均为无穷大。

变频空调通信电路原理及光耦检测

如果测量时结果接近0mV,则说明次级击穿损坏或漏电,实际维修时此类情况较少出现。

3、加电测量

使用万用表二极管挡测量,只能粗略检测光耦的初级或次级器件是否损坏,内部光源传送是否正常则不能测量(可以理解为初级发光二极管已得电发光,而次级光电三极管不能导通)。

光源传送是否正常的简单测量方法见下图。使用一节电压为直流1.5V的电池,电池正极接光耦初级发光二极管的正极,电池负极接发光二极管的负极,将万用表调至电阻挡,测量次级光电三极管的导通情况,正常值应接近0;如果结果为无穷大,则说明光耦内部光源传送部分出现故障,应更换。

变频空调通信电路原理及光耦检测

4、在线测量通信电路光耦

由于通信电路中光耦的初级和次级均为跳变电压,因此在测量时可以利用这一特性来判断光耦是否损坏。下面使用万用表直流电压挡,以测量海信KFR-26GW/11BP室外机发送光耦为例进行说明。

(1)测量初级电压

见图,黑表笔接负极,红表笔接正极(如果接反,则万用表显示值为负值),正常 值为0V~1.1V的跳变电压。

(2)测量次级电压

光耦正常时为跳变电压,电压值的跳动范围由被测量光耦的作用决定,有可能为0V~5V跳变,也有可能是0V~24V跳变,本例实测为0V~18V跳变。

变频空调通信电路原理及光耦检测

如果初级为跳变电压而次级恒为一定值,则说明光耦损坏;如果电压为0V,在次级供电电压正常的前提下,可以确定光耦损坏。