空调电路原理图
硬件电路如图 41所示。根据工作电压的不同,整个系统可以分为三部分:微控系统、继电器控制和强电控制,分别工作于DC5VDC12VAC220V
图 4-1系统电路原理图
3.2 芯片特性简介
SPMC65P2408A
3.3 供电系统分析
整个主控板上有三种电压:AC220V、DC12V和DC5V。AC220V直接给压缩机、室外风机、室内风机和负离子产生器供电;AC220V经过降压,变为DC12V和DC5V,用于继电器和微控系统供电。供电系统如图4-3所示,AC220V先经过变压器降压,然后从插座J1输入,经过整流桥进行全波整流,通过电容C2滤波,得到DC12V,再经过稳压片7805稳压,得到DC5V。图中的采样点ZDS用于过零点的检测,二极管D1防止滤波电容C2 对采样点ZDS的影响。
图 4-3供电系统
4.4 过零检测电路
过零检测电路如图4-4所示,用于检测AC220V的过零点,在整流桥路中采样全波整流信号,经过三极管及电阻电容组成整形电路,整形成脉冲波,可以触发外部中断,进行过零检测。采样点和整形后的信号如图4-5所示。
过零检测的作用是为了控制光耦可控硅的触发角,从而控制室内风机风速的大小。
4-4过零检测电路
4_5采样点和整形后的信号
3.5 室内风机的控制
图4-6为内风机控制电路,U1为光耦可控硅,用于控制AC220V的导通时间,从而实现内风机风速的调节。U3的3脚为触发脚,由三极管驱动。AC220V从管脚11输入,管脚13输出,具体导通时间受控于触发角的触发。
室内风机风速具体控制方法:首先过零检测电路检测到AC220V的过零点,产生过零中断;
然后,在中断处理子程序中,打开Timer的定时功能,比如定时4ms,4ms后由CPU产生一个触发脉冲,经三极管驱动,从U3的3脚输入,触发U3的内部电路,从而使U3的管脚11和13的导通,AC220V给室内风机供电。这样,通过定时器的定时长度的改变可以控制AC220V在每半个周期内的导通时间,从而控制室内风机的功率和转速。
图 4‑6室内风机控制电路
3.6 室内风机风速检测
当室内风机工作时,速度传感器将室内风机的转速以正弦波的形式反馈回来,正弦波的频率
与风机转速成特定的对应关系,见下表所示。正弦波经过三极管整形为方波,CPU采用外部中断进行频率检测,从而实现对风速的测量。
风速
风机频率(Hz
70
50
30
图 4-7室内风机风速检测电路
汽车空调原理图3.7 过流检测电路
采用电流互感器L1检测火线上电流的变化情况。图中  L1为电流互感器,输出0~5mA的交流电。当电流突然增大时,电流互感器输出电流也随之增大,经过全桥整流、电流-电压转换、低通滤波,从COD端输出直流电压信号。CPU通过对COD端电压的AD采集来感知AC220V电流的变化,当COD端的电压过高时,CPU可以对电路采取保护措施。
图 4-8过流检测电路
3.8 低电压检测电路
采用电阻分压原理,CPU利用AD采集对7805前端的12V电压进行检测。当电网掉电后,AD端会采集到7805前端的12V电压的降低,由于7805输出端电容的存在,所以即使12V电压降低到6V,7805仍能提供5V电压使CPU正常工作, 此时,CPU立即将空调当前的运行参数保存在AT24C01里面。
图 4-9低电压检测电路
3.9 压缩机、四通阀、外风机和负离子产生器(健康运行)的控制
压缩机、室外风机、四通阀和负离子产生器均由AC220V供电,所以通过继电器控制AC220V的通断便可以控制各个部分的运行。
R1为压敏电阻,用于过压保护。SI1为保险管。
插座J2为AC220V输出端,外接变压器,将AC220V降压,降压后接到电源模块,分别得到DC12V和DC5V。
图 4-10压缩机、四通阀和健康运行的控制电路
3.10 驱动电路
继电器、峰鸣器和步进电机均由12V直流电压控制,U4为驱动芯片。
Neg-lonC控制负离子发生器的继电器;
ValveC控制四通阀的继电器;
ComprC控制压缩机的继电器;
Buzzer控制峰鸣器;
A、B、C、D为步进电机的四相。
图 4-11驱动电路
3.11 断电记忆
采用U5(AT24C01)作为串行存储芯片,保存电网断电前空调的运行参数。该芯片只需两根线控制:时钟线SCL和数据线SDA/Ion,存储器大小为128×8 byte。
图 4-12断电记忆电路