一、壁掛式變頻空調器的電路分析
1．變頻空調器的總體框圖
分體壁掛式變頻空調器的總體框圖如圖8-13所示。
2．室內機控制電路
美的系列變頻空調器室內機控制系統採用高性能微處理器μPD780021， 實現對室內溫度、蒸發器溫度、遙控器信號的接收、室內機風扇電機、導風葉片電機、蜂鳴器、顯示面板的控制以及與室外機的通信。
(1)交直流供電電路
圖8-14所示是交直流供電電路。 220V交流電壓經保險絲FSl、壓敏電阻ZNR1、濾波電容C2、互感濾波器LF01和電容C1濾除噪波和干擾後， 分別為室內機風扇電機和整流穩壓電路供電。
T1是將220V電壓變成低壓的降壓變壓器， 它輸出兩組約13V的交流低壓， 分別送到兩個整流電路中。 DBO1是橋式整流電路， 它的輸出經C8、C35濾波後為換氣電機供電。 換氣扇電機受微處理器2腳的控制。 室內機風扇電機受微處理器1腳的控制。 該腳的輸出信號經Q4去驅動晶閘管IC11中的發光二極體，
圖8-15所示是+12V、+15V供電電路。 來自變壓器Tl次級的13V交流電壓加到橋式整流堆DB02上， DB02的輸出電壓經C9、C33濾波後加到三端穩壓器IC4 (7812)的1腳， 經穩壓後由3腳輸出+12V電壓， 給繼電器、電機等供電。 12V輸出電壓再經5v 三端穩壓器IC5 (7805)處理後輸出5v電壓， 為微處理器、重定電路等部分供電。
（2)主控微處理器電路
圖8-16所示是主控微處理器電路。 780021是一款具有64個引腳的大型積體電路。
(3)溫度檢測電路
室內溫度及室內機蒸發器管路的溫度傳感信號送到主控微處理器晶片的41、40腳，
(4)遙控接收和顯示電路
圖8-17所示是遙控接收和顯示電路。 遙控器發射出紅外信號後， 由室內接收頭接收遙控資訊並送入微處理器的55腳， 微處理器確認收到的信號正確後輸出脈衝信號， 蜂鳴器響一次。
在遙控器開機過程中， 蜂鳴器會響兩次作為應答聲。 圖8-16所示電路中的B1為蜂鳴器， 經微處理器的60腳由驅動器IC5 (2005)反相驅動後工作。
該系列空調器的狀態顯示電路由5個LED組成， 這5個LED(見圖8-17)由微處理器的9、10、11、14、15腳直接驅動。
(5)室內電機控制電路：
室內電機控制電路由調壓控制電路、同步信號檢測電路以及轉速回饋檢測電路等組成。
①調壓控制電路：由圖8-14可知，調壓控制電路是通過調整室內電機的輸入電壓來調節其轉速的，由IC11中的雙向晶閘管完成室內電機輸入電壓的調整。微處理器的1腳發出脈衝信號，經反相器Q4反相後去驅動IC11中的發光二極體。
②同步信號檢測電路：用晶閘管調壓必須解決同步觸發的問題，這樣就必須獲得同步信號。在圖8-14中，同步信號的獲取電路由R43、R45、Q3、R7及C36組成。其工作原理是：由電阻R43、R45分壓後的正弦交流信號經電晶體Q3檢波後，在Q3的集電極上得到週期為1Oms的脈衝，然後將其送入微處理器的51腳，作為同步信號。
③轉速回饋檢測電路：室內電機霍爾感測器輸出的脈衝信號送至微處理器的53腳進行計數，以得到電機的轉速信號，微處理器根據設定轉速與回饋轉速的差值來調整晶閘管的觸發導通角。
(6)重定電路
在圖8-16中，微處理器780021的44腳為重定信號輸入端，正常工作時該腳為高電平。當微處理器的工作電壓低於4V時，IC101的1腳輸出低電平，使微處理器強行重定。
(7)步進電機繼電器驅動控制電路
微處理器的61～64腳為控制導風葉片步進電機的外接埠，微處理器晶片輸出的脈衝信號經IC5反相放大後，驅動步進電機工作，如圖8-16所示。
(8)換氣電機電路
為了讓室內保持清新的空氣，預防空調器病，該空調器設計了換氣功能，與室外進行空氣交換。微處理器2腳的信號通過電晶體Q1反相放大後，驅動換氣電機工作（參見圖8-14）。
(9)晶體振盪電路
微處理器的48、49腳與晶體振盪器XT1產生4.19MHz的主頻信號，如圖8-16所示。用示波器測量48腳時，可以看到4.19MHz的正弦波形。
(10) 通信電路
室內機和室外機各有一塊微處理器控制板，為了使整個系統能協調運行，室內機和室外機必須交換資訊，此項功能是由通信電路完成的。由圖8-18可知，微處理器的29腳為通信電路的接收端，30腳為通信電路的發送端，電路上的光電耦合器IC1、IC2起隔離作用。
為了簡化線路，把為室外機供電的零線用作了通信線，另一根與室外機相連的通信線通過CN7接出，因此在連接室外機電源線時，相線和零線不得接反，否則會出現通信聯繫不上的現象。
3．室外機控制電路
美的變頻空調器室外機控制電路主要包括交流電源濾波及保護電路、驅動板保護與控制電路、重定電路、晶體振盪器電路、E2PROM和運行參數控制電路、微處理器引腳功能控制電路、通信電路、驅動電路等。
(1)交流電源濾波及保護電路
交流電源濾波及保護電路如圖8-20所示。220V交流電壓由T1、C1、C5、C2組成的交流濾波電路抑制共模雜訊，以減小變頻電路對電網的干擾，同時也對電網電壓進行濾波。壓敏電阻ZNR1、ZNR2實現對電網電壓的過電壓保護。AS1為耐壓值為3600V的放電管，可對雷擊感應產生的電壓進行有效的保護。PTC1電阻和繼電器RL3構成放電回路，以避免室外機接通電源後，因直流回路中電解電容的充電電流過大而損壞整流模組。
由圖8-20可知，整流模組DB1把220V電壓轉換成脈動的直流電壓，由電解電容對脈動的直流電流進行濾波。濾波電感T2用以改善濾波效果，減小動態電流突變時直流電源的波動。微處理器的14腳作為電壓檢測端，18腳作為電流檢測端。
( 2) 驅動板保護與控制電路：
變頻模組用於驅動壓縮機運轉，它接收室外主控板發出的指令信號，具有自身過熱保護、過電流保護以及欠電壓保護功能。6路PWM控制信號一旦發生欠電壓、過電流或高溫等故障時，其控制介面將輸出低電平，微處理器可即時封鎖PWM控制信號。
(3) 重定電路：
微處理器MB89865的27腳為重定信號輸入端，當電源供電電壓超過4V時，重定電路輸出重定信號，正常工作時為高電壓。重定電路是為主晶片的上電重定（重定是指將微處理器內部程式初始化，重新開始執行）及監視電源而設的，其主要作用為：一是上電延時復位，防止因電源波動而造成微處理器頻繁重定，具體延時時間的長短由電容C25決定：二是在微處理器工作過程中即時監測其工作電壓(+5V)，一旦工作電壓低於4.6V，重定電路的輸出端（1腳）就輸出一個低電平，使微處理器停止工作，待再次上電時重新復位。
重定電路的工作原理為：
電源電壓Vcc通過IC2MC34064的②腳與重定電路內部的—個電平值作比較，當電源電壓小於4.6V時，①腳電壓被強行拉低，晶片不能重定。當電源電壓大於4.6V時，電源給電容C25充電，從而使①腳電壓逐漸上升，在晶片的對應腳上產生一上升沿信號，觸發晶片重定、工作。
在檢修時一般不易檢測重定電路的延時信號，可用萬用表檢測各引腳在上電穩定後能否達到規定的電壓要求，在正常情況下上電後①、②、③腳的電壓分別為5v、5v和0v。如重定電路損壞，則表現為壓縮機啟動後即復位、壓縮機不啟動或室外機不工作。
(4)晶體振盪器電路：晶體振盪器電路用於為系統提供一個基準的時鐘序列，以保護系統正常、準確地工作。晶體振盪器XTALI的①和③腳接MB89865的31和30腳，XTALI的②腳接地，這樣便可提供一個10MHz的時鐘頻率，否則整個空調器就不能正常工作或者出現紊亂。
判斷晶體振盪器的好壞可以使用示波器測量，也可以用萬用表檢測其電壓，在正常情況下晶體振盪器3個引腳的電壓分別為2V、0v和2V。晶體振盪器損壞時，故障現象為上電後室外控制板不工作，系統無法正常啟動和工作。
(5)驅動電路
①壓縮機驅動電路。該電路是由MB89865的④～⑨腳引出至IPM模組的控制電路，其主要作用是通過MB89865向IPM模組發出控制命令，採用脈寬調製(PWM)方式，改變各路控制脈衝的占空比，從而使壓縮機實現變頻控制。
②四通閥通斷控制電路。若室內機發出制熱命令，則室外機微處理器的50腳輸出高電平，反相驅動器的14腳輸出低電平給繼電器，四通換向閥吸合，製冷劑改變流向，蒸發器和冷凝器互換角色，使空調器制熱。
③室外機風扇電機驅動電路。室外機微處理器的52腳輸出控制信號，經反相器反相後驅動繼電器控制風機的開和關。
(6)電壓檢測電路
在空調器的設計中，為了保護空調器不致因為外界電壓的變化而影響使用甚至燒毀，在空調器的控制基板上設計了一種檢測電路來檢測供電電壓是否異常，如出現過電壓或欠電壓，空調器將自動顯示故障代碼並進行保護。
220V交流電壓經電壓互感器輸入，然後電壓互感器輸出一交流低電壓，經D4半波整流以及R23、C24濾波之後，由微處理器進行檢測，電壓高於260V或低於160V時，空調器將進行報警。
(7)電流檢測電路
電流檢測電路是用來檢測壓縮機供電電流的。當電流過大時，可能會損壞壓縮機，甚至會燒毀電機線圈。利用電流檢測電路對供電電流進行檢測，如發現供電電流異常，空調器將會自動顯示故障代碼並進行保護。
當繼電器吸合時，電流互感器L2感應出電流信號，然後經D2整流、R10和R11分壓以及C13濾波之後，輸入到MB89865的18腳。二極體D1作為鉗位二極體，將直流電壓鉗位在5v。
由於電流檢測電路在保護空調器方面很重要，因此熟悉這方面的電路對維修非常有用。如電流檢測電路出現故障，就有可能由於突然的大電流而導致電路損壞。這時可以用萬用表的歐姆擋檢測電流互感器的初級，看其是否開路。如果初級開路，則說明電流互感器損壞，應進行更換。如果初級正常，可用萬用表的歐姆擋檢測電流互感器的次級線圈，在正常情況下次級線圈的電阻為560Ω。如測得的電阻值偏大或偏小，都可能會引起空調器的電流檢測值異常。
(8)溫度感測器電路
溫度感測器電路是空調器控制電路的輸入電路部分，室外溫度感測器是用來檢測室外環境溫度、系統的盤管溫度、壓縮機的排氣溫度的。通過對不同感測器的感應，將不同點的溫度轉換成電信號並傳遞給微處理器進行處理。經過微處理器的處理，再輸出相應的控制信號至執行電路，以調整空調器的工作。
溫度感測器電路在空調器控制方面非常重要，如感測器本身或者相關電阻出現異常，就可能導致空調器溫度檢測不准，導致空調器的開關機時間及各種保護有一定的誤差。此時可以用萬用表電阻擋測量一下分壓電阻和感測器的阻值，如電阻值不在正常範圍內，應該馬上進行更換。
(9)微處理器的主要引腳功能
現將微處理器MB89865（見圖8-19）主要引腳的功能介紹如下。
4～9腳：可輸出6路三相PWM控制信號，通過CZ3與IPM模組連接。
11～13腳：分別經lkΩ電阻連接發光二極體，可用於5v電源指示、IPM模組故障顯示及除霜工作狀態顯示。
14腳：輸入交流電壓顯示信號，根據電網電壓的波動，對PWM信號的脈寬進行調整，以保障壓縮機按正常的V/F曲線運行，滿足電壓和頻率的協調控制。
15～17腳：分別為壓縮機溫度、盤管溫度和環境溫度的檢測端，把檢測到的溫度信號傳遞給室內機，由室內機協調處理，實現系統的模糊控制。同時，室外機微處理器根據壓縮機溫度信號實現壓縮機的保護運行，根據環境溫度、盤管溫度信號實現除霜功能及室外機風速的變化調節。
18腳：為電流檢測端，保證在規定的最大電流值以下正常運行。超過限值時，則自動降頻以減小運行電流；超過限值1.2倍時，微處理器必須封鎖PWM脈衝，發出停機信號。
27腳：接上電重定電路，IC2 (34064)為監視5v控制電壓的看門狗積體電路，電壓低於4.6V時主晶片重定。
30、31腳：外接10MHz晶體振盪器電路，為微處理器提供時鐘基準信號。
50、52、54、56腳：接功放驅動晶片IC3 (2003)，驅動室外機風扇電機及四通閥工作。
1和63腳：分別用作串列通信發送端和接收端。通信電路如圖8-21所示。
二、櫃式變頻空調器的電路分析
海爾櫃機KFR-50LW/BP的室內機和室外機有各自的控制電路，兩者通過電纜和通信線相聯繫。室內機控制電路採用的微處理器晶片型號為47C862AN-GC51，室外機則使用9821K03。
1．室內機微處理器47C862AN-GC51
室內機控制電路採用變頻空調器專用微處理器晶片47C862AN-GC51，該晶片內部除了寫入空調器專用程式外，還包含程式記憶體、資料記憶體、輸入／輸出介面和定時／計數器等電路，可對輸入的人工指令和傳感信號進行運算和比較，然後發出指令，對相關電路的工作狀態進行控制。
微處理器晶片47C862AN-GC51的主要引腳功能如下。
35、64腳：為微處理器的供電端，其典型的工作電壓為5V。
32、33、34、39、45、60腳：為接地端。
31腳：是蜂鳴器介面。微處理器每接到一個使用者指令，該腳便輸出一個高電平，蜂鳴器鳴響一次，以告知使用者該項指令已被確認。若整機已處於關機狀態，遙控器再輸出關機指令時，蜂鳴器不響。
36、37、38腳：是溫度傳感端，其中36、37腳為室內機蒸發器管路溫度檢測輸入端，38腳為室內溫度檢測輸入端。
62腳：為開關控制端（多功能埠），低電平有效。62腳為低電平時，56腳輸出一個高電平，點亮電源指示燈LED1，同時微處理器執行上次存儲的工作狀態指令。若為初次開機加電，且使用者沒有輸入任何指令，則電路執行自動運行程式，即空調器在室內溫度高於27℃時按抽濕狀態運行。按下電源開關，使該腳保持3s以上的高電平，蜂鳴器連響兩下，空調器即可進入應急運行狀態。
56、57、58腳：是顯示埠，高電平有效。其中，56腳為電源指示燈埠，57腳為定時運行指示埠，58腳為運行指示埠。室內機正常運行時，運行指示燈LED3點亮。
2、4、10、11、12腳：為驅動端，高電平有效。其中，2腳控制室外機供電繼電器SW301：4腳控制步進電機，帶動導風葉片，實現立體送風；10腳為室內機風扇電機低速擋控制端，11腳為中速擋控制端，12腳為高速擋控制端。
2．室外機微處理器9821K03
室外機控制系統採用海爾變頻空調器專用的大型積體電路9821K03(或98C029)。這種微處理器晶片具有溫度採集、過電流、過熱、防冷凍等保護功能，還可以輸出30～125Hz的脈衝電壓驅動壓縮機，使空調器的製冷功率從1匹升高到3匹。應急運轉時，輸出60Hz驅動信號，使壓縮機按這個頻率定速運轉，這時可以進行壓力、電流測量等檢修工作。9821K03的功能框圖如圖8-22所示。
9821K03安裝在室外機控制電路中，收到室內機傳送來的製冷、制熱、抽濕、壓縮機轉速等控制信號後，經分析處理後內部程式發出指令，驅動室外機風扇電機、四通閥相應動作，並通過變頻器調節壓縮機電機的供電頻率和電壓，改變壓縮機的運轉速度，同時也將室外機的有關工作狀態資訊回饋給室內機。
3．室內機控制電路的工作原理
室內機控制電路如圖8-23所示。整個電路可以分成電源供給、微處理器晶片工作保證、檢測傳感和驅動等兒部分電路。
空調器工作時，220V交流電壓加到室內機的接線端子排座CN5上。電源變壓器T1的初級從CN5上得到220V交流電壓，其次級輸出13V交流電壓，經二極體VD204-VD207整流和C214濾波後，得到12V的直流電壓。該電壓一路給IC102、微型繼電器SW301-SW305和蜂鳴器供電，另一路經三端穩壓器V202 (7805)穩壓和C106濾波後，得到5v電壓並加到微處理器IC1 (47C862AN-BG51)的64腳，作為工作電壓。
微處理器的重定電路和時鐘振盪電路是其正常工作的保障。重定電路由IC103(MC34064P5)等組成。在接通電源時，IC103的③腳產生重定信號，此重定信號送入IC1的22腳，IC1開始工作。電路正常工作後，ICI的22腳為高電位。
微處理器的時鐘振盪脈衝由18、19腳外接的晶體振盪器CR11O1提供，脈衝頻率為6.OMHZ。
當紅外遙控器發出開機製冷指令後，遙控接收器JR將遙控信號送入微處理器IC1的46腳，IC1的31腳輸出高電平脈衝，驅動蜂鳴器發出“嘀”的一聲，確認信號已經收到。同時，輸入機內的遙控器溫度設定信號與38腳送入的室內溫度傳感信號進行運算比較，若設定溫度高於室內溫度，微處理器IC1將不執行製冷指令；若設定溫度低於室內溫度，微處理器IC1發出指令，空調器開始製冷。
空調器的室內送風強弱也由微處理器IC1控制。風速設定為高速擋時，IC1的12腳輸出高電平並加到反相器IC102的7腳。反相器是繼電器SW301-SW305的驅動器件，此時IC102的10腳輸出低電平，SW303得電吸合，室內風扇即高速運轉。與此同時，IC1的2腳輸出高電平，送到IC102的5腳，經反相後從IC102的12腳輸出低電平，SW301得電吸合，給室外機提供220V交流電壓。IC1還向室外機發出製冷運行信號，綠色運行指示燈LED3點亮。設定功能後，IC1的4腳輸出高電平並送到IC102的3腳，經反相後從lC102的13腳輸出低電平，SW305得電吸合，驅動步進電機運轉，實現立體送風。
海爾KFR-50LW/BP變頻櫃機室內機控制板的實際接線如圖8-24所示。在使用時，注意不同部位使用的導線顏色，這樣能很快弄清線路連接走向。
4．室外機控制電路的工作原理
海爾KFR-50LW/BP變頻櫃機的室外機控制電路如圖8-25所示。
(1)電源電路
室外機電源由接線端子引入，220V交流電壓經過壓保護元件PTC1以及整流器H(1)、H (2)整流濾波後，得到280V左右的直流電壓。該直流電壓經電抗器、電容器濾波後，一路給功率模組提供直流電源，另一路加到外掛程式CN401的正端（CN401的負端接地）。信號從CN401的正端（見圖8-25左下角）輸出後又分為3路：一路經R1、R2、C404、R3、L3、R4降壓成約8V的直流電壓（稱為電源值班電壓），並加到微處理器IC2的17腳，使IC2首先得電工作；另一路進入開關電源電路，經開關變壓器T1的1～2繞組加到開關管N2 (C3150)的集電極：第三路經R402為開關管N2的基極提供偏置電流，使它導通。開關管N2一旦導通，通過T1繞組的回饋作用使電路產生自激振盪，並從T1的次級感應出穩定的高頻交流電壓。
開關電源提供的4路14V直流電壓經外掛程式CN108給功率模組供電。從T1的8端產生的電壓經VD116、C412整流濾波後輸出12V的直流電壓，給微動繼電器SW1-SW4和反相器IC1供電。
(2)微處理器工作保證電路
微處理器IC2的工作電壓來自開關電源。T1的6端感應出的交流電壓經VD17、C413、三端穩壓器7805、C106等整流穩壓後，得到5v穩定直流電壓給IC2等供電。
IC6 (MC330)等組成重定電路，由它的1腳將重定信號送到微處理器IC2的27腳。IC2開始工作後，27腳為高電位。IC2的30、31腳外接石英晶體，構成時鐘振盪電路，時鐘脈衝頻率為10MHz。
(3)檢測信號及控制指令電路
控制電路工作時，首先檢測室外溫度、壓縮機溫度及室外熱交換器的溫度。如果檢測資料不正常，則通過串列通信介面向室內機發出異常資訊，並顯示故障進行報警。如果檢測資料正常，則接收室內機傳來的製冷指令，從IC2的52腳輸出高電平至反相器IC1的4腳，IC1的13腳變成低電平，使SW3得電吸合，電阻元件PTC1短路，給功率模組提供大的工作電流。
電路經延時後，IC2的55腳輸出高電平並送到IC1的1腳，IC1的16腳輸出低電平，使SW1得電吸合，室外機風扇電機得電工作，以低速運轉。同時，IC2從④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨腳輸出0～125Hz驅動信號給功率模組，使壓縮機工作。
若設定溫度與室內溫度相差較大，室內機微處理器向各室外機發出滿負荷運轉信號，空調器壓縮機的輸出功率即由1匹變到3匹，同時室外機風扇電機自動變換成高速運轉。
室內機發出制熱指令時，IC2則從53腳輸出高電平給IC1的3腳，IC1從14腳輸出低電平，SW4吸合，電磁四通閥得電吸合，製冷劑改變流向，空調器以制熱方式運行。與此同時， 室外機電路板上的LED指示燈點亮。
空調器工作後，電流檢測元件TA從壓縮機供電線路中取樣，檢測壓縮機的運轉情況。電流檢測信號送入IC2的18腳。若連續兩次出現過電流信號，微處理器則判斷壓縮機電流異常，立即關閉室外機風扇電機和壓縮機，並發送室外機故障信號到室內機，室內機關閉並顯示故障進行報警。
在一般情況下，室外機風扇電機與壓縮機同時啟動，但延遲30s關閉。
5．室內，外機的通信
室外機微處理器IC2的63腳為通信信號輸入端，1腳為通信信號輸出端。這兩個引腳的外接電路組成室外機通信介面，與室內機進行資料交換。
室內機與室外機之間採用非同步串列通信方式。空調器工作時，以室內機為主機，室外機作為從機進行通信聯繫。若控制系統的微處理器連續兩次收到完全相同的資訊，便確認資訊傳輸有效：若連續2min不通信或接收信號錯誤的話，微處理器就發出故障報警並關閉室外機和室內機風扇電機。
海爾KFR-50LW/BP空調器室外機控制板接線如圖8-26所示，圖中示出了空調器各主要控制板的連接關係。
變頻空調器的製冷、制熱原理與普通定速空調器基本相同，但變頻空調器的電路及運行方式與普通定速空調器有本質上的區別，因此在檢修時不能完全套用舊的思路，而應當結合變頻空調器的特點及具體電路來進行檢修。
①調壓控制電路：由圖8-14可知，調壓控制電路是通過調整室內電機的輸入電壓來調節其轉速的，由IC11中的雙向晶閘管完成室內電機輸入電壓的調整。微處理器的1腳發出脈衝信號，經反相器Q4反相後去驅動IC11中的發光二極體。
②同步信號檢測電路：用晶閘管調壓必須解決同步觸發的問題，這樣就必須獲得同步信號。在圖8-14中，同步信號的獲取電路由R43、R45、Q3、R7及C36組成。其工作原理是：由電阻R43、R45分壓後的正弦交流信號經電晶體Q3檢波後，在Q3的集電極上得到週期為1Oms的脈衝，然後將其送入微處理器的51腳，作為同步信號。
③轉速回饋檢測電路：室內電機霍爾感測器輸出的脈衝信號送至微處理器的53腳進行計數，以得到電機的轉速信號，微處理器根據設定轉速與回饋轉速的差值來調整晶閘管的觸發導通角。
(6)重定電路
在圖8-16中，微處理器780021的44腳為重定信號輸入端，正常工作時該腳為高電平。當微處理器的工作電壓低於4V時，IC101的1腳輸出低電平，使微處理器強行重定。
(7)步進電機繼電器驅動控制電路
微處理器的61～64腳為控制導風葉片步進電機的外接埠，微處理器晶片輸出的脈衝信號經IC5反相放大後，驅動步進電機工作，如圖8-16所示。
(8)換氣電機電路
為了讓室內保持清新的空氣，預防空調器病，該空調器設計了換氣功能，與室外進行空氣交換。微處理器2腳的信號通過電晶體Q1反相放大後，驅動換氣電機工作（參見圖8-14）。
(9)晶體振盪電路
微處理器的48、49腳與晶體振盪器XT1產生4.19MHz的主頻信號，如圖8-16所示。用示波器測量48腳時，可以看到4.19MHz的正弦波形。
(10) 通信電路
室內機和室外機各有一塊微處理器控制板，為了使整個系統能協調運行，室內機和室外機必須交換資訊，此項功能是由通信電路完成的。由圖8-18可知，微處理器的29腳為通信電路的接收端，30腳為通信電路的發送端，電路上的光電耦合器IC1、IC2起隔離作用。
為了簡化線路，把為室外機供電的零線用作了通信線，另一根與室外機相連的通信線通過CN7接出，因此在連接室外機電源線時，相線和零線不得接反，否則會出現通信聯繫不上的現象。
3．室外機控制電路
美的變頻空調器室外機控制電路主要包括交流電源濾波及保護電路、驅動板保護與控制電路、重定電路、晶體振盪器電路、E2PROM和運行參數控制電路、微處理器引腳功能控制電路、通信電路、驅動電路等。
(1)交流電源濾波及保護電路
交流電源濾波及保護電路如圖8-20所示。220V交流電壓由T1、C1、C5、C2組成的交流濾波電路抑制共模雜訊，以減小變頻電路對電網的干擾，同時也對電網電壓進行濾波。壓敏電阻ZNR1、ZNR2實現對電網電壓的過電壓保護。AS1為耐壓值為3600V的放電管，可對雷擊感應產生的電壓進行有效的保護。PTC1電阻和繼電器RL3構成放電回路，以避免室外機接通電源後，因直流回路中電解電容的充電電流過大而損壞整流模組。
由圖8-20可知，整流模組DB1把220V電壓轉換成脈動的直流電壓，由電解電容對脈動的直流電流進行濾波。濾波電感T2用以改善濾波效果，減小動態電流突變時直流電源的波動。微處理器的14腳作為電壓檢測端，18腳作為電流檢測端。
( 2) 驅動板保護與控制電路：
變頻模組用於驅動壓縮機運轉，它接收室外主控板發出的指令信號，具有自身過熱保護、過電流保護以及欠電壓保護功能。6路PWM控制信號一旦發生欠電壓、過電流或高溫等故障時，其控制介面將輸出低電平，微處理器可即時封鎖PWM控制信號。
(3) 重定電路：
微處理器MB89865的27腳為重定信號輸入端，當電源供電電壓超過4V時，重定電路輸出重定信號，正常工作時為高電壓。重定電路是為主晶片的上電重定（重定是指將微處理器內部程式初始化，重新開始執行）及監視電源而設的，其主要作用為：一是上電延時復位，防止因電源波動而造成微處理器頻繁重定，具體延時時間的長短由電容C25決定：二是在微處理器工作過程中即時監測其工作電壓(+5V)，一旦工作電壓低於4.6V，重定電路的輸出端（1腳）就輸出一個低電平，使微處理器停止工作，待再次上電時重新復位。
重定電路的工作原理為：
電源電壓Vcc通過IC2MC34064的②腳與重定電路內部的—個電平值作比較，當電源電壓小於4.6V時，①腳電壓被強行拉低，晶片不能重定。當電源電壓大於4.6V時，電源給電容C25充電，從而使①腳電壓逐漸上升，在晶片的對應腳上產生一上升沿信號，觸發晶片重定、工作。
在檢修時一般不易檢測重定電路的延時信號，可用萬用表檢測各引腳在上電穩定後能否達到規定的電壓要求，在正常情況下上電後①、②、③腳的電壓分別為5v、5v和0v。如重定電路損壞，則表現為壓縮機啟動後即復位、壓縮機不啟動或室外機不工作。
(4)晶體振盪器電路：晶體振盪器電路用於為系統提供一個基準的時鐘序列，以保護系統正常、準確地工作。晶體振盪器XTALI的①和③腳接MB89865的31和30腳，XTALI的②腳接地，這樣便可提供一個10MHz的時鐘頻率，否則整個空調器就不能正常工作或者出現紊亂。
判斷晶體振盪器的好壞可以使用示波器測量，也可以用萬用表檢測其電壓，在正常情況下晶體振盪器3個引腳的電壓分別為2V、0v和2V。晶體振盪器損壞時，故障現象為上電後室外控制板不工作，系統無法正常啟動和工作。
(5)驅動電路
①壓縮機驅動電路。該電路是由MB89865的④～⑨腳引出至IPM模組的控制電路，其主要作用是通過MB89865向IPM模組發出控制命令，採用脈寬調製(PWM)方式，改變各路控制脈衝的占空比，從而使壓縮機實現變頻控制。
②四通閥通斷控制電路。若室內機發出制熱命令，則室外機微處理器的50腳輸出高電平，反相驅動器的14腳輸出低電平給繼電器，四通換向閥吸合，製冷劑改變流向，蒸發器和冷凝器互換角色，使空調器制熱。
③室外機風扇電機驅動電路。室外機微處理器的52腳輸出控制信號，經反相器反相後驅動繼電器控制風機的開和關。
(6)電壓檢測電路
在空調器的設計中，為了保護空調器不致因為外界電壓的變化而影響使用甚至燒毀，在空調器的控制基板上設計了一種檢測電路來檢測供電電壓是否異常，如出現過電壓或欠電壓，空調器將自動顯示故障代碼並進行保護。
220V交流電壓經電壓互感器輸入，然後電壓互感器輸出一交流低電壓，經D4半波整流以及R23、C24濾波之後，由微處理器進行檢測，電壓高於260V或低於160V時，空調器將進行報警。
(7)電流檢測電路
電流檢測電路是用來檢測壓縮機供電電流的。當電流過大時，可能會損壞壓縮機，甚至會燒毀電機線圈。利用電流檢測電路對供電電流進行檢測，如發現供電電流異常，空調器將會自動顯示故障代碼並進行保護。
當繼電器吸合時，電流互感器L2感應出電流信號，然後經D2整流、R10和R11分壓以及C13濾波之後，輸入到MB89865的18腳。二極體D1作為鉗位二極體，將直流電壓鉗位在5v。
由於電流檢測電路在保護空調器方面很重要，因此熟悉這方面的電路對維修非常有用。如電流檢測電路出現故障，就有可能由於突然的大電流而導致電路損壞。這時可以用萬用表的歐姆擋檢測電流互感器的初級，看其是否開路。如果初級開路，則說明電流互感器損壞，應進行更換。如果初級正常，可用萬用表的歐姆擋檢測電流互感器的次級線圈，在正常情況下次級線圈的電阻為560Ω。如測得的電阻值偏大或偏小，都可能會引起空調器的電流檢測值異常。
(8)溫度感測器電路
溫度感測器電路是空調器控制電路的輸入電路部分，室外溫度感測器是用來檢測室外環境溫度、系統的盤管溫度、壓縮機的排氣溫度的。通過對不同感測器的感應，將不同點的溫度轉換成電信號並傳遞給微處理器進行處理。經過微處理器的處理，再輸出相應的控制信號至執行電路，以調整空調器的工作。
溫度感測器電路在空調器控制方面非常重要，如感測器本身或者相關電阻出現異常，就可能導致空調器溫度檢測不准，導致空調器的開關機時間及各種保護有一定的誤差。此時可以用萬用表電阻擋測量一下分壓電阻和感測器的阻值，如電阻值不在正常範圍內，應該馬上進行更換。
(9)微處理器的主要引腳功能
現將微處理器MB89865（見圖8-19）主要引腳的功能介紹如下。
4～9腳：可輸出6路三相PWM控制信號，通過CZ3與IPM模組連接。
11～13腳：分別經lkΩ電阻連接發光二極體，可用於5v電源指示、IPM模組故障顯示及除霜工作狀態顯示。
14腳：輸入交流電壓顯示信號，根據電網電壓的波動，對PWM信號的脈寬進行調整，以保障壓縮機按正常的V/F曲線運行，滿足電壓和頻率的協調控制。
15～17腳：分別為壓縮機溫度、盤管溫度和環境溫度的檢測端，把檢測到的溫度信號傳遞給室內機，由室內機協調處理，實現系統的模糊控制。同時，室外機微處理器根據壓縮機溫度信號實現壓縮機的保護運行，根據環境溫度、盤管溫度信號實現除霜功能及室外機風速的變化調節。
18腳：為電流檢測端，保證在規定的最大電流值以下正常運行。超過限值時，則自動降頻以減小運行電流；超過限值1.2倍時，微處理器必須封鎖PWM脈衝，發出停機信號。
27腳：接上電重定電路，IC2 (34064)為監視5v控制電壓的看門狗積體電路，電壓低於4.6V時主晶片重定。
30、31腳：外接10MHz晶體振盪器電路，為微處理器提供時鐘基準信號。
50、52、54、56腳：接功放驅動晶片IC3 (2003)，驅動室外機風扇電機及四通閥工作。
1和63腳：分別用作串列通信發送端和接收端。通信電路如圖8-21所示。
二、櫃式變頻空調器的電路分析
海爾櫃機KFR-50LW/BP的室內機和室外機有各自的控制電路，兩者通過電纜和通信線相聯繫。室內機控制電路採用的微處理器晶片型號為47C862AN-GC51，室外機則使用9821K03。
1．室內機微處理器47C862AN-GC51
室內機控制電路採用變頻空調器專用微處理器晶片47C862AN-GC51，該晶片內部除了寫入空調器專用程式外，還包含程式記憶體、資料記憶體、輸入／輸出介面和定時／計數器等電路，可對輸入的人工指令和傳感信號進行運算和比較，然後發出指令，對相關電路的工作狀態進行控制。
微處理器晶片47C862AN-GC51的主要引腳功能如下。
35、64腳：為微處理器的供電端，其典型的工作電壓為5V。
32、33、34、39、45、60腳：為接地端。
31腳：是蜂鳴器介面。微處理器每接到一個使用者指令，該腳便輸出一個高電平，蜂鳴器鳴響一次，以告知使用者該項指令已被確認。若整機已處於關機狀態，遙控器再輸出關機指令時，蜂鳴器不響。
36、37、38腳：是溫度傳感端，其中36、37腳為室內機蒸發器管路溫度檢測輸入端，38腳為室內溫度檢測輸入端。
62腳：為開關控制端（多功能埠），低電平有效。62腳為低電平時，56腳輸出一個高電平，點亮電源指示燈LED1，同時微處理器執行上次存儲的工作狀態指令。若為初次開機加電，且使用者沒有輸入任何指令，則電路執行自動運行程式，即空調器在室內溫度高於27℃時按抽濕狀態運行。按下電源開關，使該腳保持3s以上的高電平，蜂鳴器連響兩下，空調器即可進入應急運行狀態。
56、57、58腳：是顯示埠，高電平有效。其中，56腳為電源指示燈埠，57腳為定時運行指示埠，58腳為運行指示埠。室內機正常運行時，運行指示燈LED3點亮。
2、4、10、11、12腳：為驅動端，高電平有效。其中，2腳控制室外機供電繼電器SW301：4腳控制步進電機，帶動導風葉片，實現立體送風；10腳為室內機風扇電機低速擋控制端，11腳為中速擋控制端，12腳為高速擋控制端。
2．室外機微處理器9821K03
室外機控制系統採用海爾變頻空調器專用的大型積體電路9821K03(或98C029)。這種微處理器晶片具有溫度採集、過電流、過熱、防冷凍等保護功能，還可以輸出30～125Hz的脈衝電壓驅動壓縮機，使空調器的製冷功率從1匹升高到3匹。應急運轉時，輸出60Hz驅動信號，使壓縮機按這個頻率定速運轉，這時可以進行壓力、電流測量等檢修工作。9821K03的功能框圖如圖8-22所示。
9821K03安裝在室外機控制電路中，收到室內機傳送來的製冷、制熱、抽濕、壓縮機轉速等控制信號後，經分析處理後內部程式發出指令，驅動室外機風扇電機、四通閥相應動作，並通過變頻器調節壓縮機電機的供電頻率和電壓，改變壓縮機的運轉速度，同時也將室外機的有關工作狀態資訊回饋給室內機。
3．室內機控制電路的工作原理
室內機控制電路如圖8-23所示。整個電路可以分成電源供給、微處理器晶片工作保證、檢測傳感和驅動等兒部分電路。
空調器工作時，220V交流電壓加到室內機的接線端子排座CN5上。電源變壓器T1的初級從CN5上得到220V交流電壓，其次級輸出13V交流電壓，經二極體VD204-VD207整流和C214濾波後，得到12V的直流電壓。該電壓一路給IC102、微型繼電器SW301-SW305和蜂鳴器供電，另一路經三端穩壓器V202 (7805)穩壓和C106濾波後，得到5v電壓並加到微處理器IC1 (47C862AN-BG51)的64腳，作為工作電壓。
微處理器的重定電路和時鐘振盪電路是其正常工作的保障。重定電路由IC103(MC34064P5)等組成。在接通電源時，IC103的③腳產生重定信號，此重定信號送入IC1的22腳，IC1開始工作。電路正常工作後，ICI的22腳為高電位。
微處理器的時鐘振盪脈衝由18、19腳外接的晶體振盪器CR11O1提供，脈衝頻率為6.OMHZ。
當紅外遙控器發出開機製冷指令後，遙控接收器JR將遙控信號送入微處理器IC1的46腳，IC1的31腳輸出高電平脈衝，驅動蜂鳴器發出“嘀”的一聲，確認信號已經收到。同時，輸入機內的遙控器溫度設定信號與38腳送入的室內溫度傳感信號進行運算比較，若設定溫度高於室內溫度，微處理器IC1將不執行製冷指令；若設定溫度低於室內溫度，微處理器IC1發出指令，空調器開始製冷。
空調器的室內送風強弱也由微處理器IC1控制。風速設定為高速擋時，IC1的12腳輸出高電平並加到反相器IC102的7腳。反相器是繼電器SW301-SW305的驅動器件，此時IC102的10腳輸出低電平，SW303得電吸合，室內風扇即高速運轉。與此同時，IC1的2腳輸出高電平，送到IC102的5腳，經反相後從IC102的12腳輸出低電平，SW301得電吸合，給室外機提供220V交流電壓。IC1還向室外機發出製冷運行信號，綠色運行指示燈LED3點亮。設定功能後，IC1的4腳輸出高電平並送到IC102的3腳，經反相後從lC102的13腳輸出低電平，SW305得電吸合，驅動步進電機運轉，實現立體送風。
海爾KFR-50LW/BP變頻櫃機室內機控制板的實際接線如圖8-24所示。在使用時，注意不同部位使用的導線顏色，這樣能很快弄清線路連接走向。
4．室外機控制電路的工作原理
海爾KFR-50LW/BP變頻櫃機的室外機控制電路如圖8-25所示。
(1)電源電路
室外機電源由接線端子引入，220V交流電壓經過壓保護元件PTC1以及整流器H(1)、H (2)整流濾波後，得到280V左右的直流電壓。該直流電壓經電抗器、電容器濾波後，一路給功率模組提供直流電源，另一路加到外掛程式CN401的正端（CN401的負端接地）。信號從CN401的正端（見圖8-25左下角）輸出後又分為3路：一路經R1、R2、C404、R3、L3、R4降壓成約8V的直流電壓（稱為電源值班電壓），並加到微處理器IC2的17腳，使IC2首先得電工作；另一路進入開關電源電路，經開關變壓器T1的1～2繞組加到開關管N2 (C3150)的集電極：第三路經R402為開關管N2的基極提供偏置電流，使它導通。開關管N2一旦導通，通過T1繞組的回饋作用使電路產生自激振盪，並從T1的次級感應出穩定的高頻交流電壓。
開關電源提供的4路14V直流電壓經外掛程式CN108給功率模組供電。從T1的8端產生的電壓經VD116、C412整流濾波後輸出12V的直流電壓，給微動繼電器SW1-SW4和反相器IC1供電。
(2)微處理器工作保證電路
微處理器IC2的工作電壓來自開關電源。T1的6端感應出的交流電壓經VD17、C413、三端穩壓器7805、C106等整流穩壓後，得到5v穩定直流電壓給IC2等供電。
IC6 (MC330)等組成重定電路，由它的1腳將重定信號送到微處理器IC2的27腳。IC2開始工作後，27腳為高電位。IC2的30、31腳外接石英晶體，構成時鐘振盪電路，時鐘脈衝頻率為10MHz。
(3)檢測信號及控制指令電路
控制電路工作時，首先檢測室外溫度、壓縮機溫度及室外熱交換器的溫度。如果檢測資料不正常，則通過串列通信介面向室內機發出異常資訊，並顯示故障進行報警。如果檢測資料正常，則接收室內機傳來的製冷指令，從IC2的52腳輸出高電平至反相器IC1的4腳，IC1的13腳變成低電平，使SW3得電吸合，電阻元件PTC1短路，給功率模組提供大的工作電流。
電路經延時後，IC2的55腳輸出高電平並送到IC1的1腳，IC1的16腳輸出低電平，使SW1得電吸合，室外機風扇電機得電工作，以低速運轉。同時，IC2從④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨腳輸出0～125Hz驅動信號給功率模組，使壓縮機工作。
若設定溫度與室內溫度相差較大，室內機微處理器向各室外機發出滿負荷運轉信號，空調器壓縮機的輸出功率即由1匹變到3匹，同時室外機風扇電機自動變換成高速運轉。
室內機發出制熱指令時，IC2則從53腳輸出高電平給IC1的3腳，IC1從14腳輸出低電平，SW4吸合，電磁四通閥得電吸合，製冷劑改變流向，空調器以制熱方式運行。與此同時， 室外機電路板上的LED指示燈點亮。
空調器工作後，電流檢測元件TA從壓縮機供電線路中取樣，檢測壓縮機的運轉情況。電流檢測信號送入IC2的18腳。若連續兩次出現過電流信號，微處理器則判斷壓縮機電流異常，立即關閉室外機風扇電機和壓縮機，並發送室外機故障信號到室內機，室內機關閉並顯示故障進行報警。
在一般情況下，室外機風扇電機與壓縮機同時啟動，但延遲30s關閉。
5．室內，外機的通信
室外機微處理器IC2的63腳為通信信號輸入端，1腳為通信信號輸出端。這兩個引腳的外接電路組成室外機通信介面，與室內機進行資料交換。
室內機與室外機之間採用非同步串列通信方式。空調器工作時，以室內機為主機，室外機作為從機進行通信聯繫。若控制系統的微處理器連續兩次收到完全相同的資訊，便確認資訊傳輸有效：若連續2min不通信或接收信號錯誤的話，微處理器就發出故障報警並關閉室外機和室內機風扇電機。
海爾KFR-50LW/BP空調器室外機控制板接線如圖8-26所示，圖中示出了空調器各主要控制板的連接關係。
變頻空調器的製冷、制熱原理與普通定速空調器基本相同，但變頻空調器的電路及運行方式與普通定速空調器有本質上的區別，因此在檢修時不能完全套用舊的思路，而應當結合變頻空調器的特點及具體電路來進行檢修。