空调使用强电电流环通讯的控制原理及典型故障分析1.docxVIP

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空调使用强电电流环通讯的控制原理及典型故障分析

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【摘要】家用空调各个部位进行相互联系运作过程便是空调的通讯过程，而通讯数据的接收直接影响空调的运作质量，因此，空调通讯对家用空调来说，是非常重要的，需要对空调的通讯过程进行更好的掌握。一般情况下，变频空调的核心功率器会放置在室外，而空调的控制板放在房间内。而空调使用者想要对空调功率器件随时进行控制，那就需要将空调的控制板与外机功率器件进行联系，加强两者之间的控制关系，此时就需要借助通讯电路，使得空调外机能够接收到空调内机的具体指令。

【关键词】空调；强电电流环通讯；控制原理；典型故障

变频空调室内机主要控制室内的遥控信号和接受传感器信号，同时将相应的命令转发到室内执行器件和与室外通讯：变频空调室外机负责接受室内机的命令，处理风机动作，接受传感器的信号。变频空调室内外机的一个重要功能就是相互的通讯，因此设计可靠的通讯是工程师的一个难点和重点。由于空调室内机与室外机的距离比较远，两个芯片之间的通信不能直接相连，因此中间必须增加驱动电路，以增强通信信号，抵抗外界的干扰。

一、空调通讯电路原理

室内机与室外机之间的通讯为电流环通讯，由于室内外机距离较远，如果用导线将两芯片的SCI直接相连，将会从该导线上引入电磁干扰信号，而且因两根导线将不可避免地与市电的N和L线紧密并行，会为一些干扰（如工频50Hz噪声）的引入提供途径，因此通过采用电流环光耦隔离的强电通讯，来消除电磁干扰对通讯的影响。同时采用市电直接降压整流为电流环提供电源，可以省略一只相对成本很高的工频变压器和整流滤波元件，使室内、外机之间的两根通讯线减少为一根，其具体实现如图1所示。

图1室内机与室外机通讯

通讯电路一般有强电通讯和弱电通讯两种形式，这两种形式最主要的差异是连接内外机的通讯线所载电压不同，但均为直流电。强电通讯主要通过光耦将强电信号转换为弱电信号并将信号传递至主控IC；而弱电通讯，则是直接的芯片间通信的传递。两种形式相比，弱电通讯更直接，但由于弱电线连接内外机距离较长，容易和强电接触，干扰大、成本较高、故障率高，通常需要隔离芯片对波形处理，但仍然会被干扰。相对弱电通讯，强电通讯的抗干扰性能更强，更容易实现远距离加长通讯。

空调强电通讯的特点为强电单线通讯，故通讯线可以和火线、零线、地线一样，封装成一根整体的电线，不用分立出单独的通讯线，从而减少了整机安装调试过程中的操作难度。

二、典型故障分析

（一）信号线故障

很多做厂家售后同仁都有这么个体会，当出现通信问题把内外机主板和模块全换了，故障依旧，于是后来大家都知道了，换根信号线就能解决问题，出现因信号线引起故障原因很多，主要有：1、信号线本身老化；2、加长管时没有将信号绝缘处理好或另接的线质量不好；3、环境有干扰（一定要用带屏闭做信号线），从上述我们知道要先易后难，免得走弯路，信号线是必带的工具；

（二）积灰引起的故障

刷子是每位师傅最不愿意带的工具，但它作用确是非常重要，先说下外机工作情况；外机的工作环境最恶劣，高、低温、潮湿，灰尘，是对外电脑板和模块最大的杀手，会随着时间的推移，外板和模块的绝缘会下降。灰尘造成故障的比例是非常高的，只要用刷子把灰尘刷了，故障就没有了，重点要刷灰尘部位：外机，十路信号线的的插件，模块，主板等，最好再用绝缘漆刷一下主板上的通信和CPU等部位。

三、通讯电路转换过程中的电路保护措施

通讯电路工作原理较为清晰，不需要复杂的校正和数据处理，存在的形式仅仅为信号传递，这使该电路在本质上具有性能稳定的优势。为了保护其性能的稳定，同时需要在该保护电路中增加电路保护措施，防止在信号传递过程中元件损伤。

图2强电通讯电路中信号完整的转换过程

如图2，由COM线开始，R11为大功率保护电阻，在包装光耦PC2二极管端得到足够的电压下，在传递信号过程中尽量减少电流的冲击。因为光耦二极管端所需要的工作电压十分小，常用电路中3V以上的电压就足以满足其正常工作，但在通讯电流环中的电压可高达60V以上，即使二极管芯片的耐压能力是足够的，增加电阻限流降压也是必要的；在光耦的输出端的三极管是信号输出的地方，在此处增加齐纳二极管，防止光耦输出信号出现突变时将瞬间高压传递到芯片中；R8电阻是将通往芯片的电压再次降压，达到保护芯片的目的。最后一个R6为限流作用，防止电路中突变的电压损伤芯片功能管脚；以上四点就是通讯电路中较为基本的保护电路。

四、结语

综上所述，现在家用变频空调越来越多，这就在很大程度上促进了通讯电路的普及。由于环境问题，国家为了更好的保护环境和资源，提出了节能减排的方针政策，家电行业为了响应国家的一系列政策，制定了低能耗的生产目标，智能家电开始由定频向变频转变。为