1.2 微电脑控制空调器主控电路的基本工作原理

1.2.1 微电脑控制空调器常用单片微电脑控制芯片

单片微电脑内含CPU（中央处理器）、ROM与RAM存储器、A/D（模拟/数字）转换器、运算比较放大器、I/O（输入/输出）端口、控制器等电路。在维修时，只要知道它的引脚功能即可，对其内部工作过程可不必详细了解。微电脑正常工作时，必须具备以下三个条件。

① VCC（或称VDD）——电源电压通常为+5V，GND为电源接地线。

② RESET——单片微电脑复位端，正常工作时为低电位，复位时为瞬间VDD电位。当RESET上有一横线时为低电平复位，正常工作时为高电位VDD。

③ OSC1（X1）和OSC2（X2）——单片微电脑内部时钟电路引脚端，正常工作时用万用表测这两引脚均有2.4V左右的直流电压。

单片微电脑在正常工作时，一般都有指示灯指示。

变频空调器中使用的单片微电脑型号各异，4位、8位均有，在实际应用中一般有以下三种结构。

• 单片微电脑再外接一只指令ROM存储器，例如：uPD78214型芯片外接uPD27C18型存储器。
• 单片微电脑再外接一只专用的数控PWM处理器去控制变频压缩机，例如：TMP47C440AN型芯片外接TC9651型数控处理器。
• 独立的一块单片微电脑，它的指令程序存入单片微电脑内部ROM存储器中。

1.2.2 微电脑控制空调器控制系统的复位电路

复位电路的作用是防止单片微电脑在刚开机通电或受到干扰时出现死机。复位电路按功能来分主要有通电复位、掉电复位和自动复位三种。电路的形式有分立元器件式、运算集成电路式、数字集成电路式、专用集成电路式，设置在其他集成电路中的形式，甚至用时基集成电路555等，它们的作用是相同的。下面介绍常见的典型应用电路，均以RESET复位方式为例。

1.通电复位电路

通电复位的典型应用电路如图1-2所示。当单片微电脑刚通电时，RESET为低电平，单片微电脑开始复位，R1对C1进行充电，当C1上的电位上升为高电平时复位结束。这种简单的复位电路由于抗干扰性能较差已极少使用。

2.掉电复位电路

掉电复位的典型应用电路如图1-3所示。图中的R1、R2、C1构成通电复位电路。此外，在单片微电脑工作中由于某种原因（如强干扰、电压波动或自身等原因），使VCC（或VDD）电源下降或有一下降的脉冲，可能造成单片微电脑死机，这时就必须给单片微电脑重新复位，这就是掉电复位。

当电源VCC（或VDD）正常时，图1-3所示电路中的VT2导通→VT1管截止，当VCC电压下降到一定值使VDW1截止时，VT2截止→VT1导通，此时单片微电脑开始重新复位，显然它还有电源过低保护作用。

图1-4所示电路中使用专用复位集成电路，具有通电复位和掉电复位功能，其工作原理与上述基本相同。

3.自动复位电路

自动复位的典型应用电路如图1-5所示。单片微电脑通电复位后，在工作中出现死机时，单片微电脑向TA8000⑨脚输出的CK信号也停止，这时TA8000内部复位电路（看门狗电路）开始向单片微电脑自动复位。

1.2.3 微电脑控制空调器控制系统的时钟振荡电路

1.单片微电脑系统时钟电路

由于微电脑芯片内部已有时钟振荡电路，只要在它的引脚OSC1（X1）与OSC2（X2）连接上晶振元件即可。

2.AC电源时钟电路。

在空调器电路中，一般都有可控硅执行元件，AC（交流）电源时钟就是用于它的过零触发以减小干扰。有些单片微电脑就设置了AC电源时钟的输入端口，AC电源时钟除了用于可控硅的过零触发外，有的还可供微电脑计数或时钟通信电路用。根据电源的取法不同，可分为：

① 取自电源变压器次级方式，相关电路如图1-6所示。

② 取自220V交流电源方式，它是直接取自220V（100V）交流电源的，用光电耦合器进行隔离传送，典型应用电路如图1-7所示。光电耦合器除了采用单向输入的TLP521等型号外，还有的采用100Hz时钟用的双向输入TLP620、PC814X等类型的光电耦合器。

1.2.4 微电脑控制空调器控制系统的工作状态信号取样电路

1.模拟量信号取样电路

空调器的模拟量取样信号主要有温度、湿度（自动除湿用）、电流及电压信号。由于单片微电脑内部已设置了A/D转换器，故只要将检测到的信号送到单片机相应接口引脚，即可完成对模拟量信号的检测（采集）。

① 温度信号取样电路一般使用负温度系数的热敏电阻器，其典型应用电路如图1-8所示。

• 室内机需要取样的温度：主要有室内机空气温度、风筒出气温度、室内机热交换器温度。
• 室外机需要取样的温度：主要有室外机热交换器温度或膨胀阀（或减压毛细管）前温度、压缩机温度（或压缩机出气温度）、驱动压缩机模块温度（这两处也可能不使用热敏电阻器而使用温度开关）、室外机空气温度、膨胀阀（或减压毛细管）后的温度、压缩机吸气温度，另外还有一些取样温度依机型需要而设定。

常用的热敏电阻器有5kΩ、10kΩ、15kΩ、20kΩ、25kΩ、45kΩ、55kΩ、60kΩ（均在25℃时测得）。少数也有采用500kΩ的。此外，海尔空调器的变频机室内机热交换器温度热敏电阻器均为23kΩ（25℃时测得）。其中电阻值较大的热敏电阻器（45kΩ以上）一般用在温度较高位置（如压缩机温度、压缩机排气管温度）。热敏电阻器电阻值误差应在10%内，否则应重换。

② AC主电源电流信号取样电路。AC主电源电流（总电流）的取样一般使用电流互感器，其典型应用电路如图1-9所示。

③ 电压信号取样电路。电压信号取自未稳压的直流电源，其典型应用电路如图1-10所示，也有用较小的线性变压器从AC主电源上取样，并经整流滤波后供单片微电脑使用，其典型应用电路如图1-11所示。

2.非模拟量取样电路

取样信号是“0”（低电平）和“1”（高电平）的电平信号或者是相应的触发信号及对应风扇电动机转速的脉冲或数字信号，它们主要用于空调器的保护或风扇电动机速度的控制。

（1）温度保护取样

常见的温度保护采集点有驱动压缩机模块温度、压缩机温度。取样元件常用OLR温度开关（110℃左右断开，95℃左右闭合，压缩机温度使用的OLR是118℃左右）。其典型应用电路如图1-12所示。

（2）电流保护取样

电流保护取样主要用于对直流风扇电动机、压缩机做过流保护，使用串接电阻器的方法进行取样，电路方框图如图1-13所示。

（3）电压保护取样

电压保护取样主要是对室外机DC主电源欠压保护，其典型应用电路如图1-14所示。其工作过程是当DC主电源欠压时，VD1截止→VT1截止→VT2导通→PC光电耦合器截止→VT3导通，其集电极为低电平→单片微电脑的欠压保护电路得低电位后，经解析进入欠压保护程序。

3.需要说明的问题

单片微电脑通过对上述工作状态信号的采集和综合判断来决定机器的运行，温度取样电路的作用如表1-1所列，电压、电流的取样电路功能作用如表1-2所列。

表1-1 温度取样电路的作用

（续表）

表1-2 电流、电压取样电路的作用

必须说明的是由于单片微电脑对取样信号的判断是综合的，也就是“模糊”控制。另外，单片微电脑的功能和使用传感器的种类、位置、多少及机型等都是不同的，这样它们的作用就更加“模糊”了，使用最少温度传感器的冷暖机只用4个：室内机空气温度、室内机热交换器温度、室外机热交换器温度和压缩机温度。所以，表1-2及表1-3所列的作用，对不同的机型都有一定差异，仅供参考。

1.2.5 微电脑控制空调器其他常用功能电路

单片微电脑的外围还有起电压倒相或电流缓冲作用的三极管、集成电路（反相负载缓冲器，如6路74LS04、7路uPA2003、8路LB1257等，这类集成电路在空调器控制电路中的功能作用基本相同）。需要说明的是室外单片微电脑输出的U、V、W、X、Y、Z六路送到压缩机驱动电路的PWM信号，有些机型还会在其间加一块起电流缓冲、隔离作用或倒相作用的6路缓冲集成电路。在更换此类缓冲集成电路时，一定要使用高速的（例如74HC系列正相74HC405、反相74HC4049等），如使用普通的74LS04、M54527等易导致空调器保护或驱动模块损坏。

另外，单片微电脑的外围电路还有指示灯、开关或跳线（机型选择、功能选择、键盘）、遥控接收电路等，这些电路的特点及连接方法与普通空调器基本相同。