变频空调控制电路原理详解

　　1.交流变频空调

交流变频控制电路原理图如上图所示，220V/50Hz的市电经整流滤波后得到310V左右的直流电，此直流电逆变后得到用以控制压缩机运转的变频电源。

　　（1）V/F调制方法

脉宽调制（PWM）：在输出电压每半个周期内，把输出电压的波形分成若干个脉冲波，由于输出电压的平均值与脉冲占空比（脉冲宽度/脉冲周期=占空比）成正比，所以在调节频率的同时，不改变脉冲电压幅度的大小{而是改变脉冲的占空比），实现变频也变压。这种方法称为PWM（PulseWidthModulation）调制，可以直接在逆变器中完成电压与频率的同时变化。

　　由于PWM调制输出的电压和电流波 形都是非正弦波，具有许多高次谐波成分，这样就使得输入到电机的能量不能得以充分选用，增加了损耗。为了使输出的波形接近于正弦波，提出了正弦波脉宽调制 （SPWM），SPWM调制就是在进行脉宽调制时，使脉冲序列的占空比按照正弦波的规律进行变化，即当正弦波幅值为最大值时，脉冲的宽度也最大：反之亦然 （如下图所示）。这样，输出到电动机的脉冲序列就可以使得负载中的电流高次谐波成分大为减小，从而提高了电机的效率。SPWM波形的特点概括起来就是等幅不等宽，两头窄中间宽。

　（2）具体电路

变频空调与定频空调的电路差异主要在室外部分。变频空调的室外电路主要由电源电路、主控电路、逆变驱动电路及通讯电路组成。整机电路框图如右图所示。

　　变频电路的核心是主控芯片和变频驱动模块。

　　变频驱动模块：完成从直流到交流的逆变过程，由逆变桥及周围电路构成。逆变桥一般采用6个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）构成上下桥式驱动电路。IGBT是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有高输入阻抗和低导通压降的优点，驱动功率小，负载能力强。实际应用中，逆变驱动电路通常采用IPM（IntelligentPowerModule）模块封装形式，与外围电路（如电源、驱动电路等）共同组成变频压缩机的供电电源电路。

　　室外控制芯片：主要完成各种运算，产生SPWM波形，实现压缩机V/F曲线的控制并提供各种保护等。变频空调采用的室外控制芯片有很多种，如NEC、摩托罗拉、三菱等。随着模糊控制技术的不断完善，出现了一种性能更优异、功能更强大的控制芯片DSP（DigitalSignalProcessor）。

　　DSP（数字信号处理器）与一般的单片机相比，在运算速度、信号处理、电机控制方面具有更大的优势，大大提高了整机的控制性能。

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