空调电路原理图

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硬件电路如图 4‑1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、继电器控制与强电控制,分别工作于DC5V、DC12V与AC220V。

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与DC5V。AC220V直接给压缩机、室外风机、室内风机与负离子产生器供电;AC220V经过降压,变为DC12V与DC5V,用于继电器与微控系统供电。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。采样点与整形后的信号如图4-5所示。

过零检测的作用就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。

图 4-4过零检测电路

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图 4_5采样点与整形后的信号 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与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与转速。

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

高 中 低

风机频率(Hz) 70 50 30

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图 4-7室内风机风速检测电路 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、外风机与负离子产生器(健康运行)的控制

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压缩机、室外风机、四通阀与负离子产生器均由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与DC5V。

图 4-10压缩机、四通阀与健康运行的控制电路 3、10 驱动电路

继电器、峰鸣器与步进电机均由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与数据线SDA/Ion,存储器大小为128×8 byte。

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图 4-12断电记忆电路