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1、整机电路分析1.1 整机概述1.2 开关电源电路分析1.3 室内机电路分析1.4室外机电路分析1.1整机概述室内机电路图电源室内风 机控制通讯 电路温 度 传 感 器风 门 电 机复位与 晶振室外电路开关电 源电流检 测电路温 度 传 感 器电压检 测电路通讯电 路室外风机控 制电路IPM基板电路原理图 信号通过光 耦驱动IPM+15V供电280V电压 压 机 供 电 端功率模块实物2.2开关电源电路分析开关电源实例TOP集成 电路高频变压 器反馈电路 电路实物图滤波 元件元件实物滤波器EMI滤波器的电路及其元件配置为了减小体积和降低成本， 开关电源一般采用简易式单级 EMI滤波器，典型电路如
2、图3.1（ a)(d)所示。(a)和（b)图，中的 电容器C能滤除串模干扰，区别 公是（a)图将C接在输入端，（ b)图则接到输出端。（c）和（d ）图所示电路较复杂，抑制电磁 干扰的效果更佳。（c）图中的L、C1和C2用来 滤除共模干扰，C3和C4滤除串 模干扰。R为泄放电阻。可将C3 上积累的电荷放掉，避免因电荷 积累而影响滤波特性;断电后还能 使电源的进线端L、N不带电保证 使用的安全性。（d）图则是把 共模干扰滤波电容C3和C4接在 输出端。EMI滤波器能有效抑制开关 电源的电磁干扰。下图中曲线a 为不加EMI滤波器时开关电源上 干扰波形。曲线b是插入（c)所 示EMI滤波器后的波形，
3、电磁干 扰大约被衰减40dB。曲线C为加 上如图（d)所示EMI滤波器后的 波形，能将电磁干扰衰减约 50dB70dB.EMI电路效果图不加EMIEMI滤波的元件的安装位置和选用EMI滤波器的安装 位置也很重 要。如下图给出了两种布局方式。 （a）图为正确的布局，EMI滤波 器尽量远离输出级；（b）图为错 误布局，因为EMI滤波靠近输出级 ，所以滤波元件上的干扰会串入输 出电路扼流圈扼流圈分共模、串模两种。通常采用共 模扼流圈 ，由下图可见，共模扼流圈实际 由共模电感、串模泄漏电感这两部分构成 ，因此它对串模干扰也有一定的抑制作用 。其优点是能同时起到共模扼流圈、串模 扼流圈两种作用，而成本并
4、未增加。共模 扼流圈的线径要能承受可能发生的浪涌电 流。抑制瞬态干扰瞬态干扰是指交流电网上出现的浪涌电 压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号 ，其特点是作用时极短，但电压幅度高、 瞬间能量大。瞬态干扰会造成开关电源输 出电压的波动。当瞬态电压叠加在UI上，使 UIU(BR)DS时，还会损坏TOP switch芯片， 必须采取措施来抑制瞬态干扰。通常并联 一只压敏电阻器，对浪涌电压进行钳位。浪涌电压和振铃电压波形压敏电阻压敏电阻是一种对外加电压的变化产生敏感的 特种电阻。其阻值的变化与外加电压的变化成反比 关系，即当外加电压增高时，其电阻值反而减小。 目前常用的为氧化锌压敏电阻。压敏电阻的电流-
5、电压特性：压敏电阻的I-V特 性图，可以看出当压敏电阻两端出现的浪涌电压增 至压敏电压时，电阻突然减小，电流会产生一个较 大的冲击，等浪涌电压过后，又回到高阻状态，等 待下次的被冲击。从而起到保护有关电路的作用。压敏电阻的选择原则标称电压的选择：考虑到电源电压的上升 波动、压敏电阻工作过程中反复被冲击会造 成元件的老化等重要因素。在直流状态下， 标称值应大于等于1.33倍工作电压；在交流 工作状态下，标称值电压应大于等于1.86倍 工作电压；若所保护电路过电压几率较高， 工作动作频繁，其标称的选择应适当放宽， 如直流1.6倍；交流2.2倍。通流量的选择：通流量指通流容量。通常 压 敏电阻本身所
6、能承受的极限能量一般要大于 过电压能量的2倍，这样保证压敏电阻不会因 为冲击而导致压敏电压的下跌。故在压敏电 压确定后，在电路安装间容许情况下，尽量 选择通流量大的元件。 压敏电阻通常采用直标法，直观，极易识别MY23 型 型号600V/5KA 通流容量压敏电压标称值电路实物图压敏电阻压敏电阻典型电路压敏电阻整流元件实物整流电路分析全波整流电压波形滤波电容的选择钳位电路钳位 电路钳位电路的作用在TOP Switch关断时刻，由高频变压 器漏感产生的尖峰电压，会叠加在直流高 压U1和感应电压Uor上，可使功率开头管的 漏极电压超过700V而损坏芯片。为此在初 级绕组两端必须增加漏极钳位保护电路。
7、由TVS和VD1组成的双向瞬态电压抑制 器的V-I特性曲线如下图特性曲线TOP Witch电源芯片TOP简化图电源集成块电路实物公司应用电路分立元件开关电源开关电源电路原理分析开关自激振荡电路：交流220V经整流硅 桥整流、电解电容滤波输出的约300V的峰值 电压（即电路板上的CN02和CN07接口）分 两路送至开关振荡电路：一路经开关变压器 的绕组加到开关管的集电极；另一路经稳压 管ZD02稳压后给开关管基极提供微导通电压 ，于是开关管Q01导通，其集电极有电流流 过，因此开关变压器T02初级绕组T02（5-7 ）产生上正下负的感应电压，该电压经开关 变压器 耦合给次级T02（10-11）（
8、即正反馈绕组） ，正反馈绕组把感应的电压反馈到开关管的 基极，使开关管的集电极电流增大。这样， 由于正反馈电路的作用，很快进入饱和导通 。开关管饱和导通时，集电极电流保持不变 ，初级绕组上的感应电压消失，正反馈停止 ，开关管退出饱和状态，并进入放大状态。 此时，开关管集电极电流瞬间大大减小，因 初级绕组的电流不能突变，故而产生很强的 反向感应电压偶合给次级（即正反馈绕组） ， 正反馈绕组的反向感应电压经正反馈使 开关管反偏截止。 开关管截止后，开关变压器初级绕组无 电流通过，感应电压消失，电源又通过 稳压管给开关管基极提供导通电压，使 开关管重新导通，并重复上述过程。这 样，周而复始便形成了自
9、激开关过程。 开关变压器的次级便得到所需的高频脉 冲电压，经脉冲整流、滤波、稳压后送 给负载。 开关管导通时，能量全部存储在开关变 压器的初级，次级整流二极管D21、 D20、D19、D18、D17未能导通，次级 相当于开路；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。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。 此外，开关电源电路还有一些保护的电路： 在开关变压器初级T02（5-7）绕组上并联 R27、C09和二极管D13组成了缓冲电路。作 用是使开关变压
10、器初级绕组上之间的电压变 化速率减缓。这样，一方面可以使开关管工 作在较安全的工作区内，减小开关管的截止 损耗；另一方面则可以使输出端的开关尖峰 电平大大降低。控制机理是：当开关管由饱 和转向截止的过程中，由于初级绕组上的电 压反向，使得二极管D13导通。 这时相当于在初级绕组之间并上一个电 容，从而使开关管Q01（CE）极上的 。 电压上升速率变缓。当开关管再导通时 ，电容上的能量经电阻释放，以使开关 管再截止时缓冲电路仍起作用并在Q01 上的二极管D16是续流二极管，是为了 让开关管Q01截止时，放掉Q01的C-E极 的电荷，以提高开关管Q01的开关效率 。室内电路分析上电复位电路 上电复
11、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干扰时，电 源会有一些不稳定的因素，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一复位 信号。上电复位电路另一个作用是，监 视工作时电源电压是否正常。若电源有 异常则会进行强制复位。 复位输出脚输出低电平需要持续三 个(12/fc s)或者更多的指令周期，复 位程序开始初始化芯片内部的初始 状态。等待接受输入信号（若如遥 控器的信号等）。上电复位电路原理图 上电复位电路原理分析 5V电源通过MC34064的2脚输入，1脚 便可输出一个上升沿，触发芯片的复 位脚。电解电容C1
12、3是调节复位延时时 间的。当电源关断时，电解电容C13上 的残留电荷通过D13和MC34064内部 电路构成回路，释放掉电荷。以备下 次复位启用。MC34064内部结构框图 输入输出特性曲线 振荡电路 振荡电路 在单片机系统中，为系 统提供一个基准的时钟序列。振荡 信号犹如人的心脏，使单片机程序 能够运行以及指令能够执行。以保 证系统正常准确地工作。振荡电路原理图 振荡电路原理分析 振荡器的脚和3脚分别接入 TMP87PH46N的19脚和20脚，2 脚接地。在单片机TMP87PH46N 内部集成了两个高频滤波电容，分 别连接到XT01的1脚和3脚，并连 接到地。以消除振荡信号的高频杂 波，为单
13、片机提供一个8MHz的稳 定时钟频率。过零检测电路 过零检测电路 在控制系统中为单片 机提供一个输入检测和控制信号。 他在电控系统中的作用有如下两个 方面：一个是用于控制室内风机的 风速；另一个方面是检测室内供电 电压的异常。室内风机的控制将在 下节描述。因7805后级存在一些电容，在室内 机供电电压断掉或电源电压异常时 ，电容还存留一些电荷，芯片还会 短时在电容残留电荷提供电源的情 况下还会继续工作工作。在这种情 况下有可能会发生意想不到 的意外 。为防止这种意外情况的发生，在 7805的前级检测电源电压，可使单 片机能够迅速地响应电源的变化。过零检测电路原理图 输出波形 输出波形为100H
14、z形波过零检测电路原理分析 电源变压器输出AC12V，经 D02、D08、D09、D10桥式整流 输出一脉动的直流电，经R12和 R16分压提供给Q01，当电Q01的 基极电压小于0.7V时，Q01不导通 ；而当Q01的基极电压大于0.7V时 ，Q01导通。这样便可得到一个过 零触发的信号。桥式整流之后波形 在经过D02、D08、D09、D10桥式整流之后 ，的波形。如图所示 Q01集电极的输出波形 室内风机框图室内风机控制电路 室内风机控制 室内风机是将室内空 气经冷却的铝箔使室内空气的温度 降低，而室内风机控制电路是控制 室内风机风速依据环境条件（或者 设定风速）而自动地调节调节风量 。室
15、内风机控制原理图 室内风机控制电路分析 本空调器室内风机是使用的单相异步电 动机。室内风速改变的电气原理是通过电 压来改变风速。单片机通过过零检测电路 对交流电零点的检测而得到一个控制起始 点。此时，风机驱动信号延时（延时的时 间长度是在一个交流电的半个时间周期内 ）输出（以过零点为起始点）通过 TMP87PH46N（6脚）驱动光电耦合器（IC05）导通， 单相异步电动机开始加电运转。 延时的时间长短决定了室内风机 的不同风速。室内风机运转的状态通过风 机转速的反馈而输入给单片机（ 即芯片7脚），通过检测室内风 机运转的状态，以便有效准确地 控制室内风机的风速。室内风速为高速时的波形 室内风机
16、驱动信号的电参数 室内风速为低速时的波形 室内风速为静音时的波形 步进电机控制电路步进电机控制电路 步进电机在控 制系统中，主要是用来改变室内机 出风的方向，以便吹到房间尽可能 大的空间；或者是定位于某一个方 向吹风。步进电机就是控制风门叶 片的摆动角度的。步进电机控制电路步进电机控制电路 步进电机在控 制系统中，主要是用来改变室内机 出风的方向，以便吹到房间尽可能 大的空间；或者是定位于某一个方 向吹风。步进电机就是控制风门叶 片的摆动角度的。步进电机控制原理图 步进电机控制原理分析 步进电机的控制信号经单片机的33 脚、35脚、36脚、37脚输出，再 经驱动器TD62003AP驱动输出， 直接控制步进电机的摆动。温度传感器电路室内温度传感器 是用来检测室内温度和盘管 温度。给单片机提供一个温度信号，以便单 片机进行检测和控制。 温度传感器电路原理分析 :随温度变化的 温度传感器，经R26和R28分压取样，提供一 随温度变化的电平值，供
