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微电脑控制空调器电路设计

【摘要】:微电脑控制空调器的特点微电脑控制机构主要由传感器、放大器、微电脑和继电器组成。为使微电脑控制的空调器进行多功能自动控制,常配有温度、湿度、化霜、安全保护等传感器以及键盘输入和遥控操作系统,并由显示器显示。图7-30 微电脑控制空调器结构框图典型控制电路分析春兰KFR-20W型分体式壁挂机,具有制冷、制热和除湿等功能。空调器控制电路用指示灯和蜂鸣器作为状态显示。

(1)微电脑控制空调器的特点

微电脑控制机构主要由传感器、放大器、微电脑和继电器组成。传感器把检测到的信号经放大器放大送入微电脑处理后,再输出到控制继电器等执行机构,进而控制压缩机的工作状态,如图7-30所示。

为使微电脑控制的空调器进行多功能自动控制,常配有温度、湿度、化霜、安全保护等传感器以及键盘输入和遥控操作系统,并由显示器显示。微电脑主体通常是一片大规模集成电路,包括了输入、输出接口电路,功放电路,存储电路和中央控制器等构成的计算机系统,以完成各种数据的转换、处理和输出。

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图7-30 微电脑控制空调器结构框图

(2)典型控制电路分析

春兰KFR-20W型分体式壁挂机,具有制冷、制热和除湿等功能。主控制电路采用NEC公司的μPD75028四位单片机,附加几个与非门电路和驱动集成块来共同完成空调器的控制。

1)电源部分。220V交流市电电源经3A熔丝管到达电源变压器后,由变压器二次侧输出9V和13.5V交流电压,分别经整流、滤波和三端稳压器7805、7812稳压,输出+5V和+12V直流电压。其中,+5V电压作为μPD75028芯片工作电源,+12V电压给驱动电路和继电器等供电,如图7-31所示。

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图7-31 电源电路

2)单片机芯片工作保证电路。μPD75028单片机芯片的正常工作必须具备3个条件,即适合的电源、正确的时钟振荡和复位信号。电路中,电源提供的+5V电压,加到芯片的相关引脚(16脚、19脚、21脚和20脚),作为芯片工作电源。芯片的14、15脚外接4.19MHz振荡晶体,提供相应频率的时钟振荡。芯片即在这个频率的统一协调下,执行相应的指令。芯片的13脚为复位端(978-7-111-38572-1-Chapter07-32.jpg)。电源刚接通时,由于外接电容C11两端电压不能突变,13脚为低电平,完成复位清零功能。μPD75028单片机芯片如图7-32所示。

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图7-32 空调器单片机芯片

3)显示电路。空调器控制电路用指示灯和蜂鸣器作为状态显示。室内机面板上有红、黄、绿3个指示灯,它们分别代表空调器的工作状态。这3个指示灯的亮灭,分别由IC1的⑩脚、(11)脚和④脚电平高低控制,当引脚为低电平时,相应的指示灯点亮。空调器显示电路如图7-33所示。

在μPD75028芯片的⑤脚上接有蜂鸣器。当遥控信号接收电路接收到遥控器发出的信号时,⑤脚便输出一个高电平脉冲,使蜂鸣器发出声音。用户进行遥控操作时,听到蜂鸣器的“嘀”声,表示此次遥控操作有效。

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图7-33 空调器显示电路

4)控制信号处理电路。

①自动温度控制。在室内机的控制电路板的下面装有一个热敏电阻TR2(502AT),负责检测室内温度,将室内温度高低转化为电压信号,再经R19电阻分压,反馈给芯片的(26)脚。芯片将室温与设定温度进行比较后做出反应,发出指令进一步控制压缩机的工作。

②自动化霜。在室外机冷凝器上装有热敏电阻TR1(502AT)。当空调进行制热时,检测室外热交换器的温度。空调制热运行,当室外温度降至-3℃左右,室外机热交换器上将结霜层。这时TR1将其阻值变化转变为电压变化,再经R20分压传至芯片的(25)脚,机组便启动除霜功能。当冷凝器上的霜全部化完,温度升至6℃以上时,控制电路停止化霜,芯片发出指令,压缩机再次起动继续进行制热。

③压缩机控制。当芯片发出开机指令时,(36)脚输出高电平,送到反相器IC2的⑦脚,经过IC2反相,从⑩脚输出低电平。这样压缩机控制继电器Y6线圈通电,将K6触点吸合,压缩机得电而起动。当遇到某种原因要压缩机停止工作时,芯片的(36)脚输出低电平,IC2的⑩脚输出高电平。这样压缩机控制继电器Y6线圈将失去12V电压,K6触点断开,压缩机因无220V供电而停机。

④室外风扇控制。当芯片控制需要室外风扇运转时,芯片(61)脚输出高电平,IC2的(11)脚由原来高电平变为低电平,室外风扇继电器Y2动作吸合K2,室外风扇得电而运转。反之,芯片的(61)脚为低电平,IC2的(11)脚为高电平。室外风扇继电器Y2线圈失电,同时K2断开,室外风扇因220V供电中断而停止运转。

⑤高压保护控制。电路设有高压自动保护控制功能。在室外机的高压排气管处接有一个高压保护开关KP,用来防止制冷系统压力过高损坏管路,促使压缩机停机。当系统管路中压力过高时,开关KP闭合,晶体管VT3(17026)基极得高电压促使VT3饱和导通。芯片的(27)脚变为低电平。这一电压信号,经芯片内部处理后,芯片发出指令,控制压缩机停机。

⑥应急工作开关。在室内机面板的右下角部位,装有两个拨动开关SW1、SW2,是应急工作开关(强迫运行开关)。当SW1拨至调试位置时,为强制制冷状态,整机电路不再受遥控信号的控制,此开关一般为检修时备用,不可长期使用。当SW2拨至自动状态时,整机内将不受遥控器的控制,而是自动检测室温,自动控制工作状态。