变频电冰箱的变频电路是变频电冰箱中所特有的电路模块,其主要的功能就是为电冰箱的变频压缩机提供驱动电流,用来调节压缩机的转速,实现电冰箱制冷的自动控制。
1.电冰箱变频电路的结构特点
电冰箱的变频电路主要用来驱动变频压缩机工作,实现电冰箱内制冷剂循环运动,如图8-129所示为海尔BCD-550WYJ型变频电冰箱的变频电路,该电路由300V直流电压进行供电,通过变频电路产生驱动变频压缩机的控制信号,送往变频压缩机中。
图8-129 海尔BCD-550WYJ型变频电冰箱的变频电路
由图可知,海尔BCD-550WYJ型变频电冰箱的变频电路主要是由6个驱动晶体管、驱动集成电路以及电源电路等组成的。
(1)电源电路
变频电路中的电源电路主要用来将整流电路输出的直流300V电压进行平滑滤波处理,为驱动晶体管供电,同时为直流电源供电产生驱动集成电路等所需要的直流低压,该电路主要是由互感滤波器、电解电容器、降压变压器、熔断器等组成的,如图8-130所示。
图8-130 电源电路的实物外形
(2)变频控制集成电路
变频控制集成电路是安装在印制板上的微处理器CPU,主要用来产生PWM驱动信号,经驱动电路放大后用来控制6个驱动晶体管,微处理器的外形如图8-131所示。
图8-131 驱动集成电路的实物外形
(3)驱动晶体管
功率输出电路中设有6个驱动晶体管(IGBT管),这6个驱动晶体管在PWM驱动信号的控制下,轮流导通或截止,从而为变频压缩机提供所需的工作电压(变频驱动信号),如图8-132所示为驱动晶体管的实物外形。
图8-132 驱动晶体管的实物外形
提示:
由于驱动晶体管工作时的功率较大,会产生较大的热量,在此在驱动晶体管上安装有散热片,用来进行散热。
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随着变频电冰箱型号的不同,其变频电路结构也稍有差异,有些变频电路中使用变频模块来代替6个驱动晶体管,其集成度较高,结构比较紧密,多应用在一些新型的变频电冰箱中,如图8-133所示为变频模块的实物外形。
图8-133 变频模块的实物外形
2.电冰箱变频电路的检修流程
若电冰箱的变频电路出现故障,则可能会造成变频压缩机无法正常工作的故障,例如变频压缩机不运转、制冷效果差等现象。对于控制电路进行检修时,应首先了解其信号流程和检修流程。(www.xing528.com)
(1)电冰箱变频电路的工作流程
变频电冰箱采用变频调速技术,其最基本的特点在于它的压缩机驱动信号的频率不是恒定的,而是可以随运行环境的需要而改变,所以电冰箱的制冷量也会随之变化。为了实现对压缩机转速的调节,变频电冰箱机内部有一个变频电路,用来改变压缩机的供电频率,从而控制它们的转速,达到调节制冷量的目的。所以,装有变频电路的电冰箱称为变频电冰箱,能改变输出供电频率的电路装置称为变频电路。
如图8-134所示为典型电冰箱变频电路的流程框图,由图可知,该电路主要是由变频控制微处理器TMP88CH40N、驱动放大电路IR2103、驱动晶体管(IGBT)等元器件组成的。驱动集成电路产生的6路PWM驱动信号,首先送入驱动放大电路IR2103中进行放大,然后再去驱动6个功率晶体管,最后再驱动变频压缩机工作。此外,变频压缩机位置检测信号(反电动势)经比较器后由送入微处理器的⑮脚、⑯脚和⑰脚,实现转子位置的检测功能。
如图8-135所示为典型变频电路的结构框图,交流220V市电电压经电源电路整流滤波后得到约300V的直流电压,为6个门控管(逆变器电路)提供直流电压,这6个门控管在变频电路的控制下为变频压缩机绕组提供驱动电流,形成旋转磁场,驱动变频压缩机工作,此外,室外机控制电路中的微处理器送来的PWM驱动信号,送到门控管的门极上,控制门控管的导通和截止。
如图8-136所示为U+和V-两只门控管导通周期的工作过程。交流220V电压经整流滤波电路输出直流电压,为变频电路中的门控管等器件供电,控制电路为逆变器提供控制信号。在电动机旋转的0°~60°周期,控制信号同时加到门控管U+和V-的门极,使之导通,于是电流从U+流出经变频压缩机的绕组线圈U、线圈V、门控管V-到地形成回路。
图8-134 典型电冰箱变频电路的结构框图
图8-135 典型变频电路的结构框图
图8-136 逆变器电路的工作原理1
如图8-137所示为V+和W-两只门控管导通周期的工作过程。在变频压缩机旋转的60°~120°周期,控制电路输出的控制信号产生变化,使门控管V+和门控管W-门极为高电平而导通,电流从门控管V+流出经绕组V流入,从W流出,流过门控管W-到地形成回路。
图8-137 逆变器电路的工作原理2
如图8-138所示为W+和U-两只门控管导通周期的工作过程。在变频压缩机旋转的120°~180°周期,电路再次发生转换,门控管W+和门控管U-门极为高电平导通,于是电流从门控管W+流出经绕组W流入,从绕组U流出,经门控管U-流到地形成回路,又完成一个流程,按照这种规律为变频压缩机的定子线圈供电,变频压缩机定子线圈会形成旋转磁场,使转子旋转起来,改变驱动信号的频率就可以改变变频压缩机的转动速度,从而实现转速控制。
图8-138 逆变器电路的工作原理3
(2)电冰箱变频电路的检修流程分析
对于电冰箱变频电路的检修,应根据变频电路的信号流程逐级进行检测,从而查找故障线索,判定故障部位,如图8-139所示为典型电冰箱的变频电路。
①电源电路送来的直流300V电压为驱动晶体管进行供电;+15V直流电压为驱动放大电路HVIC1、HVIC2、HVIC3以及LVIC等进行供电。+5V为微处理器供电。首先对变频电
图8-139 典型电冰箱的变频电路
路的供电电压进行检测,若不正常,则应对电源电路进行检测。
②由驱动集成电路送来的驱动信号UP、VP、WP、UN、VN、WN首先送入驱动放大电路中进行放大,然后去控制驱动晶体管工作。对驱动集成电路输出的驱动信号进行检测,若不正常,则应检查驱动集成电路。接着对驱动放大电路输出的驱动信号进行检测,若不正常,则应对驱动放大电路进行检测。
③驱动晶体管将放大后的驱动电流送到变频电动机的绕组中,控制变频压缩机开始工作,从而开始旋转,对驱动晶体管输出的信号进行检测,若不正常,则可能是驱动晶体管本身损坏。
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