新能源汽车的暖风系统如何进行检修？“优能工程师”来告诉你

以下以比亚迪E6纯电动汽车为例，介绍暖风系统检修方法，其他车型可以参考。

一、比亚迪E6暖风系统的特点

比亚迪E6车型的空调系统采用机电一体化压缩机制冷及PTC制热模块采暖。与传统车型的空调系统相比，主要设计的区别是电动压缩机及PTC制热。制热方面，传统的车型通过发动机冷却水温的热量来制热，在发动机起动、暖机等水温较低的阶段制热效果不好。而比亚迪E6通过约3000W的PTC制热模块制热，制热效果好，同时可以调节制热量。多新能源干货知识，在“优能工程师”，由易到难，由浅入深，全方位学习，维信馆主。

二、比亚迪E6暖风系统原理

比亚迪E6暖风系统采用空调控制器驱动 PTC加热器制热，通过鼓风机吹出的空气将PTC散发出的热量送到车厢内或风窗玻璃上，用以提高车厢内温度和除霜，如图1所示。

图1比亚迪E6 暖风系统原理图

PTC加热器实物如图2所示。

图2 PTC加热器实物图

三、比亚迪E6暖风系统检修

1、比亚迪E6暖风系统故障检修流程分析

阅读并分析比亚迪E6暖风系统故障检修的流程，流程图如图3所示。

图3 暖风故障检修流程图

2、PTC温度传感器的检查

比亚迪E6暖风系统的PTC温度传感器的电路图如图4所示。

图4 PTC温度传感器电路图

3、PTC制热模块的检查

比亚迪E6暖风系统PTC制热模块的电路图如图5所示。

利用万用表检测PTC制热模块的电源、接地以及与各控制器之间的线路是否导通。

图5 PTC制热模块电路图

4、温控开关的检查

比亚迪E6暖风系统温控开关的电路图如图6所示。

利用万用表检测温控开关端子的线束，检测数据如表1所示。

图6 温控开关电路图

表1温控开关接线端子检测数据

5、PTC加热器芯的拆装及更换

以下是更换比亚迪E6 PTC加热器芯的程序，但并不是针对所有的车型，具体参照车型的维修资料。

（1）断掉电源，打开维修开关。

参照高压中止程序执行！

（2）拆卸仪表台相关部件，以便接近加热器芯。

（3）拆下加热器芯，并且固定支架卡箍。

（4）从外壳上取出加热器芯。

（5）按照维修手册的正确方法更换PTC加热器，然后装复。

（6）恢复维修开关到通电位置，连接电源，启动车辆测试。

格力E6通病+变频空调原理

一、开关电源电路原理图

格力变频空调30148240主板开关电源电路芯片采用P1027P65(U121)，如下图所示。

上电后，AC220V经整流滤波后输出+310V直流电，通过开关变压器T121的①-②绕组加到U121的⑤脚，U121内部的振荡电路起振，内部的MOSFET管工作于开关状态，当MOSFET管导通时，T121的①-②绕组储能；当MOSFET管截止时，T121各绕组的感应电压极性反转，整流二极管D123~D125导通，,输出+5V、+12V、+15V电压。

二、电路维修要点

1、图中A、B、C、D点电压是判断电路是否正常的关键点：

A点是电源芯片U121③脚的过欠压保护检测点，正常电压0V~4V，当此脚电压小于0V或大于4V时芯片保护；

B点是直流母线电压检测点，正常值约为1.91V。当此点输出低电平时，会显示故障代码“PL”(直流母线电压过低保护)，若此点电压过高时，会显示故障代码“PH”(直流母线电压过高保护)；

C点正常电压是7.9V~8.9V，该电压是芯片的供电端，U121有(1)脚外接二次供电回路，若二次供电回路中断，会造成①脚电压不够，指示灯闪烁，主板上的5V电压及CPU的+3.3V供电波动；

D点电压稳定在2.5V左右。

2、若电阻R122、R127、R126阻值变小，会引起检测点电压升高；反之，会引起检测点电压降低；R123阻值变大，则电压升高；R123阻值变小，则电压降低。

3、C1214、D121及R141、R143~R145组成的尖峰电压吸收回路，主要是保护电源芯片的安全。若D121开路，易导致U121过压损坏。若发现U121炸裂，则需检查尖峰电压吸收电路。

三、常见故障维修实例

例1：一块30148240主板用检测仪测试，显示故障代码"PL”(直流母线电压过低保护)。

分析检修：根据故障代码分析，判断故障出在直流母线电压检测电路中。上电，测得CPU的29脚电压为0V，而正常值约为1.91V。检测电阻R201、R203，发现已开路，换新后故障排除。

例2：一块30148240型主板通电后主板上的三个指示灯不停地闪烁。

分析检修：根据现象分析，怀疑U121的二次供电回路不正常。该电源芯片二次供电回路由T121的③-④绕组、整流二极管D122，滤波电容C122、限流电阻R124等元件组成。正常时，U121的①脚电压约为8.5V。

开机，测量U121的①脚电压为0V，明显异常。测量C122两端电压仍为0V，判断D122开路或击穿，但实测D122正常。继续检查，发现T121的③-④绕组已开路。换新后故障排除。

例3：用检测仪模拟室内机并启动室外机主板，检测仪显示故障代码“E6”。

分析检修：检测仪显示故障代码“E6”，而“E6”的含义是表示通讯故障，显然故障出在室外机主板上。首先测量+310V电压正常，但开关电源输出的+5V、+12V、+15V均为0V，这说明开关电源未工作。测量U121的供电端及各检测端电压，发现U121的③脚电压为5.1V，已高于过压保护阈值。经查，电阻R123的阻值已由18kΩ增至50kΩ，更换R123后试机，故障排除。

直流变频空调器室外机电路(一）

本章以格力KFR-32GW/(32556)FNDe-3直流变频空调器室外机为基础，介绍室外机电控系统的组成和单元电路作用等。如本章中无特别注明，所有空调器型号均默认为格力KFR 32GW/ (32556) FNDe-3.

第一节基础知识

一、电控系统组成

图7-1为室外机电控系统电气接线图，图7-2为室外机电控系统实物外形和作用(不含压缩机、室外风机、端子排等)。

从图7-2可以看出，室外机电控系统由主板(AP1) 、滤波电感(L)、压缩机、压缩机顶盖温度开关( 压缩机过载)、室外风机(风机)、四通阀线圈(4YV) 、室外环温传感器(环境感温包)、室外管温传感器(管温感温包)压缩机排气传感器(排气感温包)、端子排(XT)组成。

二、主板插座和电子元器件

1.主板插座

表7-1为室外机主板插座明细，图7-3为室 外机主板插座实物图，插座引线的代号以英文字母表示。由于将室外机CPU和弱电信号电路及模块等所有电路均集成在1块主板，因此主板的插座较少。

室外机主板有供电才能工作，为其供电的有电源L端输入、电源N端输入、地线3个端子;为了和室内机主板通信，设有通信线;由于输入部分设有室外环温传感器、室外管温传感器、压缩机排气传感器、压缩机顶盖温度开关，因此设有室外环温-室外管温-压缩机排气传感器插座、压缩机顶盖温度开关插座;直流300V供电电路中设有外置滤波电感，外接有滤波电感的2个插头;输出负载有压缩机、室外风机、四通阀线圈，相对应设有压缩机对接插头、室外风机插座、四通阀线圈插座。

2.主板电子元器件

表7-2为室外机主板电子元器件明细，图7-4为室外机主板电子元器件实物图，电子元器件以阿拉伯数字表示。

3.单元电路作用

图7-5为室外机主板电路框图，由框图可知，主板主要由5部分电路组成，即电源电路、输入部分电路、输出部分电路、模块电路、通信电路。

(1)交流220V输入电压电路

该电路的作用是过滤电网带来的干扰，以及在输入电压过高时保护后级电内机进行通信，并对负载进行控制。

(2)存储器电路

该电路的作用是存储相关参数和数据，供CPU运行时调取使用。其主要元器件为存储器(22)。

(3)传感器电路

该电路的作用是为CPU提供温度信号。室外环温传感器检测室外环境温度，室外管温传感器检测冷凝器温度，压缩机排气传感器检测压缩机排气管温度。

(4)压缩机顶盖温度开关电路

该电路的作用是检测压缩机顶部温度是否过高，主要由顶盖温度开关组成。

(5)电压检测电路

该电路的作用是向CPU提供输入市电电压的参考信号，主要元器件为电压取样电阻(28)。

(6相电流检测电路

该电路的作用是向CPU提供压缩机的运行电流和位置信号，主要元器件为模块电流取样电阻(27) 和相电流放大集成电路(23) 。

(7) PFC电路

该电路的作用是提高电源的功率因数以及直流300V电压数值，主要由PFC取样电阻(26)、PFC取样集成电路(24)、PFC集成电路(29) 、快恢复二极管(8)、IGBT开关管(9)、滤波电容(10) 等组成。

(8)通信电路

该电路的作用是与室内机主板交换信息，主要元器件为降压电阻(32) 、滤波电容(33) 、稳压二极管(34)、发送光耦合器(35) 和接收光耦合器(36)。

(9)指示灯电路

该电路的作用是指示室外机的状态，主要由发光二极管(31) 和晶体管组成。

(10)主控继电器电路

该电路的作用是待滤波电容充电完成后主控继电器触点闭合，短路PTC电阻。 驱动主控继电器线圈的元器件为2003反相驱动器(30) 和主控继电器(6)。

(11)室外风机电路

该电路的作用是控制室外风机运行，主要由反相驱动器、室外风机电容(13)、室外风机继电器(12)和室外风机等元器件组成。

(12)四通阀线圈电路

该电路的作用是控制四通阀线圈的供电与失电，主要由反相驱动器、四通阀线圈继电器(14) 、四通阀线圈等元器件组成。

(13) 6路信号电路

6路信号控制模块内部6个IGBT开关管的导通与截止，使模块输出频率与电压均可调的模拟三相交流电，6路信号由室外机CPU输出。该电路主要由CPU和模块(11)等元器件组成。

(14)模块保护电路:

模块保护信号由模块输出，送至室外机CPU，该电路主要由模块和CPU组成。

(15)模块相电流保护电路

该电路的作用是在压缩机相电流过大时，控制模块停止工作，主要由模块保护集成电路(25)组成。

(16)模块温度反馈电路

该电路的作用是使CPU实时检测模块温度，信号由模块输出至CPU。

直流变频空调器室外机电路 （二）

第二节直流300V电路和开关电源电路

一、直流30oV电路

图7-6为直流30oV电压形成电路原理图，图7-7为主板的正面实物流程，图7-8为主板的反面实物流程。

1.交流输入电路

压敏电阻RV3为过电压保护元件，当输入的电网电压过高时被击穿，使前端15A熔丝管FU101熔断进行保护; RV2、TVS2组成防雷击保护电路，TVS2为放电管; C100、 L1交流滤波电感、C1o6、C107、C104、C103、C105组成交流滤波电路，具有双向作用，既能吸收电网中的谐波，防止对电控系统的干扰，又 能防止电控系统的谐波进入电网。

2.直流30oV电压形成电路

直流300V电压为开关电源电路和模块供电，而模块的输出电压为压缩机供电，因而直流30oV电压也间接为压缩机供电，所以直流30oV电压形成电路工作在大电流状态。主要元器件为硅桥和滤波电容，硅桥将交流220V电压整流后变为脉动直流30oV电压，而滤波电容将脉动直流300V电压经滤波后变为平滑的直流300V电压为模块供电。

交流输入22oV电压中棕线L相线经FU101熔丝管、交流滤波电感L1，由PTC电阻RT1和主控继电器K1触点组成防大电流充电电路，送至硅桥的交流输入端，蓝线N零线经滤波电感L1直接送至硅桥的另1个交流输入端，硅桥将交流220V整流成为脉动直流电，正极输出经外接的滤波电感、快恢复二极管D203送至滤波电容Co202和Co203正极，硅桥负极经电阻RS226连接电容负极，滤波电容形成直流300V电压，正极送至模块P端，负极经电阻RS302、RS303、 RS304送至模块的3个N端下桥(N∪、Nv、Nw)，为模块提供电源。

3.防大电流充电电路

由于为模块提供直流300V电压的滤波电容容量通常很大，如本机使用2个68oμF电容并联，总容量为1360μF，上电时如果 直接为其充电，初始充电电流会很大，容易造成空调器插头与插座间打火或者断路器跳闸，甚至引起整流硅桥或15A供电熔丝管损坏，因此变频空调器室外机电控系统设有延时防瞬间大电流充电电路，本机由PTC电阻RT1、主控继电器K1组成。

直流300V电压形成电路工作时分为2个步骤，第①步为初始充电，第②步为正常工作。

(1)初始充电

图7-9为初始充电时的工作流程。

室内机主板主控继电器触点闭合为室外机供电时，交流220V 电压N端直接送至硅桥交流输入端，L端经熔丝管FU101、交流滤波电感L1、延时防瞬间大电流充电电路后，送至硅桥的交流输入端。

此时主控继电器K1触点为断开状态，L端电压经PTC电阻RT1送至硅桥的交流输入端，PTC电阻为正温度系数的热敏电阻，阻值随温度上升而上升，刚上电时充电电流使PTC电阻温度迅速升高，阻值也随之增加，限制了滤波电容的充电电流，使其两端电压逐步上升至直流300V,防止了由于充电电流过大而损坏整流硅桥的故障。

(2)正常运行

图7-10为正常运行时的工作流程。

滤波电容两端的直流30oV电压一路送到模块的P、N端子，另一路送到开关电源电路，开关电源电路开始工作，输出支路中的其中一路输出直流5V电压，经3.3V稳压集成电路后变为稳定的直流3.3V，为室外机CPU供电，CPU开始工作，其(37)脚输出高电平3.3V电压，经反相驱动器放大后驱动主控继电器K1线圈，线圈得电使得触点闭合，L端相线电压经触点直接送至硅桥的交流输入端，PTC电阻退出充电电路，空调器开始正常工作。

二、开关电源电路

1.作用

本机使用集成电路型式的开关电源电路，其也可称为电压转换电路，就是将输入的直流30oV电压转换为直流12V、5V、3.3V为 主板CPU等负载供电，以及转换为直流15V电压为模块内部控制电路供电。图7-11为室外机开关电源电路框图。

2.工作原理

图7-12为开关电源电路原理图。

(1)直流3ooV供电

交流滤波电感、PTC电阻、主控继电器、硅桥、滤波电感和滤波电容组成直流300V电压形成电路，输出的直流300V电压主要为模块P、N端子供电，同时为开关电源电路提供电压。

模块输出供电，使压缩机工作，处于低频运行时模块P、N端电压约直流300V;压缩机如升频运行，P、N端子电压会逐步下降，但同时本机PFC电路开始工作，提高直流300V电压数值至约为330V，因此室外机开关电源电路供电为直流300V左右。

(2) P1027P65引 脚功能

开关电源电路以P1027P65开关振荡集成电路( 主板代号U121)为核心，双列8个引脚设计，引脚功能见表7-3，其内置振荡电路和场效应开关管，振荡开关频率固定，通过改变脉冲宽度来调整占空比。其采用反激式开关方式，电网的干扰就不能经开关变压器直接耦合至二次绕组，具有较好的抗干扰能力。

表7-3 P1027P65引脚功能

U121的③脚为电压检测引脚，见图7-13右图， 当引脚电压高于4V时或等于oV时，均会控制开关电源电路停止工作。

电压检测电路的原理是对直流3ooV进行分压，上分压电阻是R122、R127、R126，下分压电阻是R123，R123两端即为U121的③脚电压，U121根据③脚电压判断直流3ooV电压是否过高或过低，从而对开关电源电路进行控制。

图7-13 300V供电-电源和电压检测电路

(6)输出负载

U121内部开关管交替导通与截止，开关变压器二次绕组得到高频脉冲电压，在6-8、5-8、 7-8端输出，其中⑧脚为公共端地，实物图见图7-14左图。

6-8绕组经D124整流、C125 和C1217滤波，成为纯净的直流15V电压，为模块的内部控制电路和驱动电路供电。

5-8绕组经D125整流、C1211和C102滤波，成为纯净的直流12V电压，为反相驱动器和继电器线圈等电路供电。

7-8绕组经D123整流、C1210、C1220、 Co1、Co204滤波，成为纯净的直流5V电压，为指示灯等弱电电路和3.3V稳压集成电路供电。

(7)稳压控制

稳压电路采用脉宽调制方式，由分压电阻、三端误差放大器U125 (TL431)、光耦合器U126和U121的④脚组成。取样点为直流5V和直流15V电压，R146为下分压电阻，5V电压的上分压电阻为R149和R121，15V的上分压电阻为R148和R147，2路取样原理相同，以5V电压为例说明，实物见图7-14右图。

如因输入电压升高或负载发生变化引起直流5V电压升高，上分 压电阻( R149和R121)与下分压电阻(R146) 的分压点电压升高，U126 (TL431) 的①脚参考极(R)电压也相应升高，内部晶体管导通能力加强，TL431的③脚阴极(K)电压降低，光耦合器U126初级两端电压上升，使得次级光敏晶体管导通能力加强，U121的④脚电压上升，U121内部电路通过减少开关管的占空比，开关管导通时间缩短而截止时间延长，开关变压器存储的能量变小，输出电压也随之下降。

如直流5V输出电压降低，TL431的①脚参考极电压降低，内部晶体管导通能力变弱，TL431的③脚阴极电压升高，光耦合器U126初级发光二极管两端电压降低，次级光敏晶体管导通能力下降，U121的④脚电压下降，U121通过增加开关管的占空比，开关变压器存储能量增加，输出电压也随之升高。

3.3.3V电压产生电路

本机室外机CPU使用3.3V供电，而不是常见的5V供电，因此需要将5V电压转换为3.3V，才能为CPU供电，实际电路使用76633芯片来转换，其共用8个引脚，其中①、②、③、④相通接公共端GND地，⑤、⑥相通为输入端，接5V电压，⑦、⑧相通为输出端，输出3.3V电压。

电路原理图见图7-15左图，实物图见图7-15右图，主板上的代号U4为76633电压转换集成电路。开关变压器T121二次输出7-8绕组经D123整流、C1210滤波， 产生直流5V电压，经Co1和C6再次滤波，送至U4的输入端⑤、⑥脚，76633内 部电路稳压后，在⑦、⑧脚输出稳定的3.3V电压，为CPU和弱电电路供电。

直流变频空调器室外机电路 （三）

第三节输入部分电路

一、存储器电路

1.作用

存储器电路的作用是向CPU提供工作时所需要的参数和数据。存储器内部存储有压缩机U/f值、电流保护值和电压保护值等数据，CPU工作时调取存储器的数据对室外机电路进行控制。

2.工作原理

图7-16为存储器电路原理图，图7-17为其实物图，表7-4为存 储器电路关键点电压。

主板代号U5为存储器，使用的型号为24Co8。通信过程采用I2C总线方式，即IC与IC之间的双向传输总线，存储器有2条线:⑥脚为串行时钟线(SCL)，⑤脚为串行数据线(SDA)。

时钟线传递的时钟信号由CPU输出，存储器只能接收;数据线传送的数据是双向的，CPU可以向存储器发送信号，存储器也可以向CPU发送信号。

3.电路相关知识

①存储器在主板上的英文符号为“IC或U”(代表为集成电路)，常用的型号有93C46和24Cxx系列( 24Co1、24Co2、 24Co4、 24Co8等) ;其外观为黑色，位于CPU附近，通常为8个引脚双列设置。

②存储器硬件一般不会损坏，常见故障为内部数据失效或CPU无法读取数据，出现如能开机但不制冷、风机转速不能调节等故障，CPU会报出“存储器损坏"的故障代码。在实际检修中，单独使用万用表检修存储器电路比较困难，一般使用代换法。

二、传感器电路

1.室外环温传感器

图7-18为室外环温传感器的安装位置。

①室外环温传感器的支架固定在冷凝器的进风面，作用是检测室外环境温度。

②在制冷和制热模式，决定室外风机转速。

③在制热模式，与室外管温传感器检测到的温度组成进入除霜的条件。

2.室外管温传感器

图7-19为室外管温传感器的安装位置。

①室外管温传感器检测孔焊在冷凝器管壁，作用是检测室外机冷凝器温度。

②在制冷模式，判定冷凝器过载。当室外管温≥70°C时，压缩机停机;当室外管温≤5o°C时，3min后 自动开机。

③在制热模式，与室外环温传感器检测到的温度组成进入除霜的条件。空调器运行一段时间(约40min)，室外环温>3°C时，室外管温≤-3°C，且持续5min;或室外环温<3°C时，室外环温-室外管温≥7°C，且持续5min。

④在制热模式，判断退出除霜的条件。当室外管温> 12°C时或压缩机运行时间超过8min。

图7-19室外管温传感器的安装位置

3.压缩机排气传感器

图7-20为压缩机排气传感器的安装位置。

①压缩机排气传感器检测孔固定在排气管上面，作用是检测压缩机排气管温度。

②在制冷和制热模式，压缩机排气管温度≤93°C，压缩机正常运行; 93°C<压缩机排气管温度<115°C，压缩机运行频率被强制设定在规定的范围内或者降频运行;压缩机排气温度>115°C，压缩机停机;只有当压缩机排气管温度下降到≤9o°C时，才能再次开机运行。

4.实物外形

3个传感器实物外形见图7-21。

室外环温传感器使用塑封探头，型号为25°C/15kΩ，安装在冷凝器的进风面，为防止冷凝器温度干扰，设在固定支架，并且传感器穿有塑料护套。

室外管温传感器使用铜头探头，型号为259C/2o kΩ ，其引线最长，安装在冷凝器的管壁上面。

压缩机排气传感器使用铜头探头，型号为25°C/5o kΩ ，由于检测孔固定在压缩机排气管上面，因此使用耐高温的引线。

5.工作原理

图7-22为室外机传感器电路原理图，图7-23为压缩机排气传感器信号流程。

CPU16脚检测室外环温传感器温度、18脚检测室外管温传感器温度、15脚检测压缩机排气传感器温度。室外机3路传感器的工作原理相同，与室内机传感器电路工作原理也相同，均为传感器与偏置电阻组成分压电路，传感器为负温度系数(NTC)热敏电阻。

以压缩机排气传感器电路为例，如压缩机排气管温度由于某种原因升高，压缩机排气传感器温度也相应升高，其阻值变小，根据分压电路原理，分压电阻R801分得的电压也相应升高，输送到CPU15脚的电压升高，CPU根据电压值计算得出压缩机排气管温度升高，与内置的程序相比较，对室外机电路进行控制，假如计算得出的温度≥98°C，则控制压缩机的频率禁止上升，≥103°C时对压缩机降频运行， ≥ 110°C时 控制压缩机停机，并将故障代码通过通信电路传送到室内机主板CPU。

说明:室外温度约25°C时，CPU的室外环温和室外管温引脚电压约为1.65V,压缩机排气引脚电压约o.76V，当拔下传感器插头时CPU引脚电压为oV。

6.传感器分压点电压

(1)室外环温传感器

格力空调器室外环温传感器型号通常为25°C/15kΩ，分压电阻阻值为15k Ω ,本机传感器电路供电电压为3.3V，而不是常见的直流5V，制冷和制热模式常见温度与电压的对应关系见表7-5。

室外环温传感器测量温度范围，制冷模式在20~40°C之间，制热模式在-10~10°C之间。

表7-5室外环温传感器温度与电压对应关系

(2)室外管温传感器

格力空调器室外管温传感器型通常为25°C/2o kΩ ，分压电阻阻值为2o kΩ ,制冷和制热模式常见温度与电压的对应关系见表7-6。

室外管温传感器测量温度范围，制冷模式在20~70°C之间(包括未开机时)，制热模式在-15~10°C之间(包括未开机时)。

(3)压缩机排气传感器

格力空调器压缩机排气传感器型号通常为25°C/5okΩ ，分压电阻阻值为15kΩ ，制冷和制热模式常见温度与电压的对应关系见表7-7。

压缩机排气传感器测量温度范围，制冷模式未开机时在20~40°C之间，制热模式未开机时在-10~ 10°C之间，正常运行时在8o~ 90°C之间，制冷系统出现故障时有可能在9o~110°C之间。

三、温度开关电路

1.安装位置和作用

压缩机运行时壳体温度如果过高，内部机械部件会加剧磨损，压缩机线圈绝缘层容易因过热击穿发生短路故障。室外机CPU检测压缩机排气传感器温度，如果高于103°C则会控制压缩机降频运行，使温度降到正常范围以内。

为防止压缩机过热，室外机电控系统还设有压缩机顶盖温度开关作为第二道保护，安装位置见图7-24，作用是即使压缩机排气传感器损坏，压缩机运行时如果温度过高，室外机CPU也能通过顶盖温度开关检测。

顶盖温度开关实物外形见图7-25，作用是检测压缩机顶部(顶盖)温度，正常情况温度开关触点闭合，对室外机运行没有影响;当压缩机顶部温度超过115°C时，温度开关触点断开，室外机CPU检测后控制压缩机停止运行，并通过通信电路将信息传送至室内机主板CPU,报出“压缩机过载保护或压缩机过热"的故障代码。

压缩机停机后，顶部温度逐渐下降，当下降到95°C时，温度开关触点恢复闭合。

2.工作原理

图7-26为压缩机顶盖温度开关电路原理图，图7-27为实物图，表7-8为温度开关状态与CPU引脚电压的对应关系，该电路的作用是检测压缩机顶盖温度开关状态。

电路在两种情况下运行，即温度开关为闭合状态或断开状态，插座设计在室外机主板上，CPU根据引脚电压为高电平或低电平，检测温度开关的状态。

制冷系统正常运行时压缩机顶部温度约为85°C，温度开关触点为闭合状态，CPU⑥脚为高电平3.3V，对电路没有影响。

如果运行时压缩机排气传感器失去作用或其他原因，使得压缩机顶部温度大于115°C，温度开关触点断开，CPU⑥脚经电阻R81O、R815接地，电压由3.3V高电平变为o.6V的低电平，CPU检测到后立即控制压缩机停机。

从上述原理可以看出，CPU根据⑥脚电压即能判断温度开关的状态。电压为高电平3.3V时判断温度开关触点闭合，对控制电路没有影响;电压为低电平o.6V时判断温度开关触点断开，压缩机壳体温度过高，控制压缩机立即停止运行，并通过通信电路将信息传送至室内机主板CPU，显示“压缩机过载保护或压缩机过热”的故障代码，供维修人员查看。

3.常见故障

电路的常见故障是温度开关在静态(即压缩机未起动、顶盖温度为常温或温度较低)时为断开状态，引起室外机不能运行的故障。检测时使用万用表电阻档测量引线插头，见图7-28， 正常阻值为oΩ;如果测量结果为无穷大，则为温度开关损坏，应急维修时可将引线剥开，直接短路使用，等有配件时再更换。

四、电压检测电路

1.作用

空调器在运行过程中，如输入电压过高，相应直流30oV电压也会升高，容易引起模块和室外机主板过热、过电流或过电压损坏;如输入电压过低，制冷量下降达不到设计的要求，并且容易损坏电控系统和压缩机。因此室外机主板设置电压检测电路，CPU检测输入的交流电源电压，在过高(超过交流26oV)或过低(低于交流16oV)时停机进行保护。

目前的电控系统中通常使用通过电阻检测直流300V母线电压，室外机CPU通过软件计算得出输入的交流电压。

说明:早期的电控系统通常使用电压检测变压器来检测输入的交流220V电压。

2.工作原理

图7-29为电压检测电路原理图，图7-30为其实物图，表7-9为CPU引脚电压与交流输入电压对应关系。该电路的作用是计算输入的交流电源电压，当电压高于交流26oV或低于16oV时停机，以保护压缩机和模块等部件。

本机电路未使用电压检测变压器等元器件检测输入的交流电压，而是通过电阻检测直流30oV母线电压，再经软件计算出实际的交流电压值，参照的原理是交流电压经整流和滤波后，乘以固定的比例(近似1.36) 即为输出直流电压，即交流电压乘以1.36即等于直流电压数值。CPU的29脚为电压检测引脚，根据引脚电压值计算出输入的交流电压值。

电压检测电路由电阻R201、R203和电容C203、C202组成，从图7-29可以看出，基本工作原理就是分压电路，取样点为直流30oV母线电压正极，R201 (82okΩ)为上偏置电阻，R203 (5.1kΩ )为下偏置电阻，R203的阻值在分压电路所占的比例约为1/162[R2o3/ (R2o1+R2o3) ，即5.1/ (820+5.1) ], R203两端电压送至CPU29脚，相当于CPU2g脚电压值乘以162等于直流电压值，再除以136就是输入的交流电压值。

比如CPU29脚当前电压值为1.85V，则当前直流电压值为300V (1.85Vx162)，当前输入的交流电压值为220V (30oV/1.36) 。

五、位置检测和相电流检测电路

1.作用

该电路的作用是实时检测压缩机转子的位置，同时作为压缩机的相电流电路，输送至室外机CPU和模块的电流保护引脚。

CPU在驱动模块控制压缩机时，需要实时检测转子位置以便更好地控制，本机压缩机电机使用永磁同步电机(PMSM)，或称为正弦波永磁同步电机，具有线圈绕组利用效率高、控制精度高等优点，同时使用无位置传感器算法来检测转子位置。检测原理是通过串联在三相下桥IGBT发射极的取样电阻，取样电阻将电流的变化转化为电压的变化，经放大后输送至CPU，由CPU通过计算和处理，计算出压缩机转子的位置。

2.OPA4374引脚功能

模块三相下桥的IGBT经无感电阻连接至滤波电容负极，在压缩机运行时，三相IGBT有电流通过，电阻两端产生压降，经运行放大器U6o1放大后分为2路，1路送到CPU，由CPU经过运算和处理，分析出压缩机转子位置和三相的相电流;另1路将3路相电流汇总后，送至模块电流保护引脚，以防止压缩机相电流过大时损坏模块或压缩机。

模块U相下桥IGBT (Nu或Q4)发射极经RS302、V相下桥IGBT (Ny或Q5)发射极经RS303、W相下桥IGBT (Nw或Q6)发射极经RS304，均连接至滤波电容负极，RS302、RS303、RS304均为0.0152无感电阻，作为相电流检测电路的取样电阻。

U6o1 (OPA4374) 为4通道运算放大器，其中放大器4 ( (12) 脚、(13)脚、(14脚) )放大U相电流、放大器1 (①脚、②脚、③脚)放大V相电流、放大器2 (⑤脚、⑥脚、⑦脚)放大W相电流。

三相相电流放大电路原理相同，以V相电流为例。由于电阻RS303阻值过小，当有电流通过时经U6o1放大后，电压依旧很低，CPU不容易判断，因此使用U601的放大器3 (⑧脚、⑨脚、脚)提供基准电压。3.3V电压经R601 ( 1okΩ)、R602 (10kΩ ) 进行分压，脚同相输入端电压约为1.6V，放大器3进行1: 1放大，在⑧脚输出1.64V电压，经R61o送至③脚同相输入端(o.3V)作为基准电压。

RS303获得的取样电压经R6o6送至U6o1同相输入③脚，和基准电压相叠加，U6o1放大器1将RS3o3的V相取样电流和基准电压放大约5.54倍，在U6o1的①脚输出，分为2路，1路经R619送至CPU (14)脚，供CPU检测V相电流，并依据(12)脚U相电流、(13) 脚W相电流综合分析，得出压缩机转子位置;另1路经D6o3送至模块电流检测保护电路(同时还有U相电流经D601、W相电流经D6o2)，当U相或V相或W相任意一相电流过大时，模块保护电路动作，室外机停止运行。

放大倍数计算方法: (R613+R6o5) ÷R6o5= (10+2.2) ÷ 2.2≈5.55。

直流变频空调器室外机电路 （四）

第四节输出部分电路

一、指示灯电路

1.作用

该电路的作用是显示室外机的运行状态、故障代码显示、压缩机限频因素，以及显示通信电路的工作状况。见图7-34左图， 设有3个指示灯，D1红灯、D2绿灯、D3黄灯，3个指示灯在显示时不是以亮、灭、闪的组合显示室外机状态，而是相对独立，互不干扰，在查看时需要注意。

D2绿灯为通信状态指示灯，通信电路正常工作时其持续闪烁，熄灭时则表明通信电路出现故障。

D1红灯和D3黄灯则是以闪烁的次数表示当前的故障或状态。D1红灯最多闪烁8次，可指示8个含义，例如闪烁7次时为压缩机排气传感器故障; D3黄灯最多闪烁16次，可指示16个含义，例如闪烁g次时为功率模块保护。

在室外机运行时通常为3个指示灯均在闪烁，但含义不同。D2绿灯闪烁表示通信电路正常，D1红灯闪烁8次含义为达到开机温度，D3 黄灯闪烁1次表示CPU已输出信号驱动压缩机运行。

2.工作原理

图7-33为指示灯电路原理图，图7-34右 图为其实物图，表7-12 为CPU引脚电压与指示灯状态的对应关系。3路指示灯工作原理相同，以D3黄灯为例说明。

当CPU需要控制D3点亮时，其56脚输出约3.3V的高电平电压，经R18限流后，送至Q3基极，电压约为o.7V, Q3集电极和发射极导通，5V电压正极经R20、D3、Q3集电极和发射极到地形成回路，发光二极管D3两端电压约为1.9V而点

亮。

当CPU需要控制D3熄灭时，其(56)脚输出oV的低电平电压，Q3基极电压为oV，集电极和发射极截止，D3两端电压为oV而熄灭。

如果CPU持续地输出高电平(3.3V) -低电平(OV) -高电平-低电平，则指示灯显示为闪烁状态，CPU可根据当前的状态，在1个循环周期内控制指示灯点亮的次数，从而显示相对应的故障代码或运行状态。

二、主控继电器电路

1.作用

主控继电器为室外机供电，并与PTC电阻组成延时防瞬间大电流充电电路，对直流300V滤波电容充电。上电初期，交流电源经PTC电阻、硅桥为滤波电容充电，两端的直流300V电压其中1路为开关电源电路供电，开关电源电路工作后输出电压，其中的1路直流5V经集成电路转换为3.3V电压为室外机CPU供电，CPU工作后控制主控继电器触点闭合，由主控继电器触点为室外机供电。

2.工作原理

图7-35为主控继电器电路原理图，图7-36为其 实物图，表7-13 为CPU引脚电压与室外机状态的对应关系。

CPU需要控制K1触点闭合时，(37) 脚输出高电平3.3V电压，送到反相驱动器U102的⑤脚，内部电路翻转，对应输出端(12) 脚电压变为低电平(约o.8V)，主控继电器K1线圈两端电压为直流11.2V，产生电磁力，使触点3-4闭合。

CPU需要控制K1触点断开时，(37) 脚为低电平oV, U102的⑤脚电压也为oV，内部电路不能翻转，(12) 脚为高电平12V，K1线圈两端电压为直流oV,由于不能产生电磁力，触点3-4断开。

三、室外风机电路

1.作用

室外机CPU根据室外环温传感器和室外管温传感器的温度信号，处理后控制室外风机运行，为冷凝器散热。

2.工作原理

图7-37为室外风机电路原理图，图7-38为其实物图，表7-14为CPU引脚电压与室外风机状态的对应关系。

该电路的工作原理和主控继电器电路基本相同，需要控制室外风机运行时，CPU(41)脚输出高电平3.3V电压，送至反相驱动器U102的③脚，内部电路翻转，对应输出端(14)脚电压变为低电平约o.8V，继电器K2线圈两端电压为直流11.2V，产生电磁力使触点3-4闭合，室外风机线圈得到供电，在电容的作用下旋转运行，为冷凝器散热。

室外机CPU需要控制室外风机停止运行时，41脚变为低电平oV，U102的③脚也为低电平oV，内部电路不能翻转，(14) 脚为高电平12V，K2线圈两端电压为直流oV，由于不能产生电磁力，触点3-4断开，室外风机因失去供电而停止运行。

图7-38室外风机电路实物图

四、四通阀线圈电路

1.作用

该电路的作用是控制四通阀线圈的供电和断电，从而控制空调器工作在制冷

或制热模式。

2.工作原理

图7-39为四通阀线圈电路原理图，图7-40为其实物图，表7-15为CPU和U102

引脚电压与四通阀线圈状态的对应关系。

室内机CPU对遥控器输入信号或应急开关模式下的室内环温传感器温度处理后，空调器需要工作在制热模式时，将控制信息通过通信电路传送至室外机CPU，其(33)脚输出高电平3.3V电压，送至反相驱动器U1o2的⑦脚，内部电路翻转，对应输出端⑩脚电压变为低电平(约o.8V)，继电器K4线圈两端电压为直流11.2V，产生电磁力使触点3-4闭合，四通阀线圈得到交流220V电源，吸引四通阀内部磁铁移动，在压力的作用下转换制冷剂流动的方向，使空调器工作在制热模式。

当空调器需要工作在制冷模式时，室外机CPU33脚为低电平oV, U102的⑦脚电压也为oV，内部电路不能翻转，⑩脚为高电平12V，K4线圈两端电压为直流oV，由于不能产生电磁力，触点3-4断开，四通阀线圈两端电压为交流oV，对制冷系统中制冷剂流动方向的改变不起作用，空调器工作在制冷模式。

五、PFC电路

1.作用

变频空调器中，由模块内部6个IGBT开关管组成的驱动电路，输出频率和电压均可调的模拟三相电驱动压缩机运行。由于IGBT开关管处于高速频繁开和关的状态，使得电路中的电流相对于电压的相位发生畸变，造成电路中的谐波电流成分变大，功率因数降低，PFC电路的作用就是降低谐波成分，使电路的谐波指标满足国家CCC认证要求。

工作时PFC控制电路检测电压的零点和电流的大小，然后通过系列运算，对畸变严重零点附近的电流波形进行补偿，使电流的波形尽量跟上电压的波形，达到消除谐波的目的。

2.S4427引脚功能

主板代号U205使用的型号为S4427，是IR公司生产的双通道驱动器、用于驱动MOS管或IGBT开关管的专用集成电路，引脚功能见表7-16，其为双列8个引脚，⑥脚为直流15V供电，③脚接地，本机使用时2路驱动器并联。

3.工作原理

图7-41为PFC电路原理图，图7-42为其实物图。

变频空调器通常使用升压型式的PFC电路，不仅能提高功率因数，还可以提升直流300V电压数值，使压缩机在高频运行时滤波电容两端的电压不会下降很多甚至上升。PFC升压电路主要由滤波电感、IGBT开关管Z1、升压二极管(快恢复二极管) D203、滤波电容等组成。

CPU64脚输出IGBT驱动信号，同时送至U205的②脚和④脚输入端，经U205放大信号后，在⑤脚和⑦脚输出，驱动IGBT开关管Z1的导通和截止。

当IGBT开关管Z1导通时，滤波电感存储能量，在Z1截止时，滤波电感产生左负右正的电压，经D203为C0202和Co203充电。当压缩机高频运行时，消耗功率比较大，CPU控制Z1导通时间长、截止时间短，使滤波电感存储能量增加，和硅桥整流的电压相叠加，从而提高滤波电容输出的直流3ooV电压送至模块P-N端子。

直流变频空调器室外机电路（五）

第五节输出部分电路

一、6路信号电路

本机使用国际整流器公司(IR) 生产的模块(IPM)，型号为IRAM136-1061A2，单列封装，输出功率为0.25~ o.75kW，电流为10~ 12A，电压为85 ~253V。

模块内置有用于驱动IGBT开关管的高速驱动集成电路并且兼容3.3V，集成自举升压二极管，减少了主板外围元器件;内置高精度的温度传感器并反馈至室外机CPU，使CPU可以实时监控模块温度，同时具有短路、过电流等多种保护电路。

1.引脚功能

图7-43为IRAM136-1061A2实物外形，模块标称为29个引脚，其中③、④、⑦、⑧、(11)、(12)、(14)、(15) 脚为空脚，实际共有21个引脚，引脚功能见表7-17。

图7-44为模块内部结构，主要由驱动电路、6个IGBT开关管、6个与IGBT并联的续流二极管等组成，IGBT开关管代号为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。

(1)直流300V供电(4个引脚)

IGBT开关管Q1、Q2、Q3的集电极连在一起接(13)脚(V+或P)，外接直流30oV电压正极，因此Q1、Q2、Q3称为上桥IGBT。

Q4发射极接(17) 脚(VRU或NU)、Q5发射极接19脚(VRV或NV)、Q6发射极接21脚(VRW或NW)，这3个引脚通过电阻接直流30oV电压负极，因此Q4、Q5、Q6称为下桥IGBT。

(2)三相输出(3个引脚和3个自举升压电路引脚)

.上桥Q1的发射极和下桥Q4的集电极相通，即上桥和下桥IGBT的中点，接⑩脚(U或VS1)，外接压缩机U相线圈，⑨脚为U相自举升压电路。

同理，Q2和Q5中点接⑥脚(V或VS2)，⑤脚为V相自举升压电路; Q3和Q6中点接②脚(W或VS3)，①脚为W相自举升压电路。

其中⑥脚U、⑥脚V、②脚W共3个引脚为输出，接压缩机线圈，驱动压缩机运行。

(3) 15V供电(2个引脚)

模块内部设有高速驱动电路，其有供电模块才能工作，供电电压为直流15V,(28)脚VCC为15V供电正极，(29) 脚VSS为公共端接地。

(4) 6路信号(6个引脚)

(20)脚(HIN1或U+)驱动Q1，(24) 脚(LIN1或U-)驱动Q4，(22)脚(HIN2或V+)驱动Q2，(25) 脚(LIN2或V-) 驱动Q5，(23) 脚(HIN3或W+)驱动Q3，(26) 脚(LIN3或W-)驱动Q6。

(5)故障保护和反馈(3个引脚)

16脚为电流保护输入(ITRIP) ，由相电流电路输出至模块; 18脚为故障输出(FLT/EN或FO)，由模块输出至CPU; 27脚为温度反馈(VTH)，由模块输出至CPU。

图7-44模块内部电路原理简图

2.驱动流程

图7-45为模块应用电路原理图，图7-46为6路信号驱动压缩机流程实物图。驱动流程如下:①-室外机CPU输出6路信号-→②-模块放大 → ③-压缩机运行。

3.工作原理

图7-47为6路信号电路原理图，图7-48左 图为6路信号电路实物图，图7-48右图为U+驱动流程。

室外机CPU接收室内机主板的信息，并根据当前室外机的电压等数据，需要控制压缩机运行时，其输出有规律的6路信号，直接送至模块内部电路，驱动内部6个IGBT开关管有规律地导通与截止，将直流300V电转换为频率和电压均可调的

三相电，输出至压缩机线圈，控制压缩机以低频或高频任意转速运行。由于室外机CPU输出6路信号控制模块内部IGBT开关管的导通与截止，因此压缩机转速由室外机CPU决定，模块只起一个放大信号时转换电压的作用。

室外机CPU的(69) 、(68) 、(67) 、(66) 、(63) 、(62) 脚共6个引脚输出6路信号，经电阻R15、R13、R16、R12、R14、R11 (3302)送至模块的(20)脚(U+、驱动Q1)、(24) 脚(U-、 驱动Q4)、(22)脚(V+、驱动Q2)、25脚(V-、 驱动Q5)、(23) 脚(W+、驱动Q3)、(26) 脚(W-、驱动Q6)，驱动IGBT开关管有规律地导通和截止，从而控制压缩机的运行速度。

二、温度反馈电路

1.作用

该电路的作用是向室外机CPU反馈模块(IPM)的实际温度，使CPU综合其他的数据对压缩机进行更好的控制。

2.工作原理

图7-49为模块温度反馈电路原理图，图7-50为实物图。

模块内置高精度的温度传感器，实时检测表面模块温度，其中1个引脚接(29)脚公共端地(在电路中作为下偏置电阻)，1个引脚由(27) 脚(VTH)引出，经R625送至室外机CPU的(17)脚，CPU根据电压计算出模块的实际温度，作为输入部分电路的信号，综合其他数据信号，以便对模块、压缩机、室外风机进行更好的控制。

模块内置的传感器为负温度系数热敏电阻，温度较低时阻值较大，(27) 脚的电压较高(接近3.1V) ;当模块温度上升，其阻值下降，27脚的电压也逐渐下降(2.7V) 。

三、模块保护电路

1.作用

模块保护电路原理简图和保护内容见第五章第三节第七部分内容。

2.工作原理

图7-51为模块(IPM)保护电路原理图，图7-52为其实物图，表7-18为模块保护引脚和CPU引脚电压的对应关系。

本机模块(18)脚为FO模块保护输出，CPU的75脚为模块保护检测引脚。模块保护输出引脚为集电极开路型设计，正常情况下此脚与外围电路不相连，CPU (75)脚和模块(18)脚通过电阻R1 (2.4k2) 连接至电源3.3V,因此模块正常工作即没有输出保护信号时，CPU (75)脚和模块(18)脚的电压均约为3.2V。

如果模块内部电路检测到15V电压低、温度过高、电流过大、短路共4种故障时，停止处理6路信号，同时内部晶体管导通，(18) 脚和(29)脚相连接地，CPU75脚也与地相连，电压由高电平3.2V变为低电平约o.01V，CPU内部电路检测后停止输出6路信号，停机进行保护，并将代码(模块故障)通过通信电路传送至室内机CPU，室内机CPU分析后显示H5的代码。

说明:由于模块检测的4种保护使用同1个输出端子，因此室外机CPU检测后只能判断为“模块保护”，而具体是哪一种保护则判断不出来。

四、模块过电流保护电路

1.作用

该电路的作用是检测压缩机U、V、W三相的相电流，当相电流过大时输出保护电压至模块，模块停止处理6路信号，并输出保护信号至室外机CPU，使压缩机停止工作，以保护模块和压缩机。

2.10393引脚功能

主板代号U206使用型号为10393的集成电路，其引脚功能见表7-19，其为双列8个引脚，⑧脚为5V供电，④脚接地。

10393内含2路相同的电压比较器，本机实际只使用1路(比较器2)，即⑤、⑥、⑦脚，比较器1空闲(其中①和②为空脚、③脚和④脚相连接地)。

3.工作原理

图7-53为模块过电流保护电路原理图，图7-54为其实物图，表7-20为 相电流和室外机状态的对应关系。

U206(10393)的⑥脚为比较器2的反相输入，由R628(5.1kΩ)和R626 (2.2kQ) 分压，⑥脚电压为1.5V，作为基准电压。

当压缩机正常运行时，相电流放大电路U6o1输出的U相电流(INu)、V相电流(INv)、W相电流(INw) 均正常，经D601、D602、 D603、R621输送 至U206的⑤脚电压低于1.5V，比较器2不动作，其⑦脚输出低电平oV，模块16脚电压也为低电平，模块判断压缩机相电流正常，保护电路不动作，压缩机继续运行，室外机运行正常。

当压缩机、模块、相电流电路等有故障，引起U相电流(INu) 、V相电流(INwv)、W相电流(INw) 中任意一相电压增加，加至U206的⑤脚 电压超过1.5V时，比较器2动作，其⑦脚输出高电平5V电压，至模块(16)脚同样为5V电压，模块内部电路检测后判断压缩机相电流过大，内部保护电路迅速动作，不再处理6路信号，IGBT开关管停止工作，压缩机也停止运行，同时模块(18)脚输出约0.01V低电平电压，送至CPU的(75) 脚，CPU检测后判断模块出现故障，立即停止输出6路信号，并将“模块保护”的代码通过通信电路传送至室内机CPU，室内机CPU分析后显示H5的代码。