直流變頻空調可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是只有壓縮機采用無(wú)刷直流電機;二是不僅壓縮機，還包括室內風(fēng)機、室外風(fēng)機都采用了無(wú)刷直流電機，而且制冷劑的調節方式也由毛細管變?yōu)殡娮优蛎涢y，這就是全直流變頻空調。KFR-35GW/BP2Y，就是一款全數字直流變頻空調(其中其壓縮機更是采用了高性能的雙轉子直流變頻壓縮機)。
變頻空調電路分析
變頻空調電控總體框圖如下
概述：
室內電路與普通空調基本相同，僅增加與外機通訊電路，通過(guò)信號線(xiàn)“S”，按一定的通訊規則與室外機實(shí)現通訊，信號線(xiàn)“S”通過(guò)的為+24V電信號。
室外電路一般分為三部分：室外主控板、室外電源電路板、IPM變頻模塊組件。電源電路板完成交流電的濾波、保護、整流、功率因素調整，為變頻模塊提供穩定的直流電源。主控板執行溫度、電流、電壓、壓機過(guò)載保護、模塊保護的檢測;壓機、風(fēng)機的控制;與室內機進(jìn)行通訊;計算六相驅動(dòng)信號，控制變頻模塊。變頻模塊組件輸入310V直流電壓，并接受主控板的控制信號驅動(dòng)，為壓縮機提供運轉電源。
1 通訊電路
通訊規則：從主機(室內機)發(fā)送信號到室外機是在收到室外機狀態(tài)信號處理完50毫秒之后進(jìn)行，副機同樣等收到主機(室內機)發(fā)送信號處理完50毫秒之后進(jìn)行，通訊以室內機為主，正常情況主機發(fā)送完之后等待接收，如500毫秒仍未接收到信號則再發(fā)送當前的命令，如果1分鐘(直流變頻為1分鐘，交流變頻為2分鐘)內未收到對方的應答(或應答錯誤)，則出錯報警;同時(shí)發(fā)送信息命令給室外，以室外機為副機，室外機未接收到室內機的信號時(shí)，則一直等待，不發(fā)送信號，通訊時(shí)序如下所示：
電路分析
由于空調室內機與室外機的距離比較遠，因此兩個(gè)芯片之間的通信(+5V信號)不能直接相連，中間必須增加驅動(dòng)電路，以增強通信信號(增加到+24V)，抵抗外界的干擾。
下圖為室內外通訊電路圖，其中上部份為室內通訊電路，下部份為室外通訊電路。
二極管D1、電阻R1、R2、R47、電容C3、C4、穩壓二極管CW1組成通訊電路的電源電路，交流電經(jīng)D1半波整流，R1、R2限流后，R47電阻分流后，穩壓二極管CW1將輸出電壓穩定在24V，再經(jīng)C3、C4濾波后，為通信環(huán)路提供穩定的24V電壓，整個(gè)通信環(huán)路的環(huán)流為3mA左右。
光耦I(lǐng)C1、IC2、PC1、PC2起隔離作用，防止通訊環(huán)路上的大電流、高電壓串入芯片內部，損壞芯片，R3、R18、R21、R22電阻限流，將穩定的24V電壓轉換為3mA的環(huán)路電流，R23、R42電阻分流，保護光耦，D2、D5防止N、S反接。
當通信處于室內發(fā)送、室外接收時(shí)，室外TXD置高電平，室外發(fā)送光耦PC2始終導通，若室內TXD發(fā)送高電平“1”，室內發(fā)送光耦I(lǐng)C2導通，通信環(huán)路閉合，接收光耦I(lǐng)C1、PC1導通，室外RXD接收高電平“1”;若室內TXD發(fā)送低電平“0”，室內發(fā)送光耦I(lǐng)C2截止，通信環(huán)路斷開(kāi)，接收光耦I(lǐng)C1、PC1截止，室外RXD接收低電平“0”，從而實(shí)現了通信信號由室內向室外的傳輸。同理，可分析通信信號由室外向室內的傳輸過(guò)程。
2 交流電源的濾波及保護
下圖為室外電源電路板上的濾波及保護電路
該部分主要的功能是吸收電網(wǎng)中各種干擾，并抑制電控器本身對電網(wǎng)的電磁串擾，以及過(guò)壓保護及防雷擊保護。
FS1為延時(shí)保險絲，可以防止電控器的長(cháng)時(shí)間過(guò)流或短路，同時(shí)，又可在輸入電壓過(guò)高時(shí)，與ZMR1一起保護后續電路免受沖擊而千萬(wàn)損壞。
AS1、ZMR2共同組成防雷擊保護電路。
C1、T1、C4、C5、C2組成有效的電磁干擾濾波器，該濾波器有雙向作用，即能吸收電網(wǎng)對電控器的干擾，也能阻止電控器本身的諧波進(jìn)入電網(wǎng)。
3 變頻器高壓直流供電部分
下圖為室外電源電路板上的高壓直流供電電路
該部分的功能是將交流輸入整流濾波為300V左右的高壓直流供給變頻驅動(dòng)部分作為主能源。并將已畸變的電流波形校正減少高次濾波(以奇次為主)對電網(wǎng)的干擾。并且提高功率因素。
PTC1、RL3組成延時(shí)防瞬間大電流電路，以防止上電初期對電容的過(guò)大的電流沖擊，以免插入電源插頭時(shí)，插頭與插座間打火，如果室內外機通訊正常，延時(shí)3-5秒手，RL3吸合。
整流橋堆DB1將交流整流為直流，該器件可能發(fā)生的故障有斷路和短路，斷路時(shí)引起的現象是壓縮機啟動(dòng)后，轉動(dòng)一會(huì )即會(huì )停止，產(chǎn)生欠壓保護;短路可引起的現象是用戶(hù)的保險燒斷或限電保護器動(dòng)作。
C81-C83為主濾波電容，該電容有可能過(guò)太擊穿，另外電解液干涸及使用環(huán)境溫度過(guò)高均可使其損壞。損壞分兩種情況：失效(含斷路)和短路，前者表現與橋堆斷路相同，后者與橋堆短路相同。
DB2、C26、L1組成功率因素校正電路，此部分中DB2為故障關(guān)鍵點(diǎn)，該器件固定在散熱鉛型材上，其斷路時(shí)與DB1現象相同，更換即可，短路則無(wú)明顯表現，只是對電網(wǎng)易產(chǎn)生干擾，不影響變頻空調的使用。
4 變頻模塊
P、N端接入300V高壓直流電，CZ端子從主控板處接來(lái)控制信號，控制六個(gè)三極管的通斷，以獲得準確控制電壓，U、V、W對壓縮機輸出控制電壓，交流變頻輸出的為三相交流電，直流變頻輸出的為通電繞組不斷改變的直流電。
5 全直流風(fēng)扇電機
美的全直流變頻空調室內、外風(fēng)扇電機使用的都是直流電機，以下為它們的接線(xiàn)圖。
室內直流風(fēng)機
通過(guò)改變電壓大小的方式來(lái)控制風(fēng)機轉速，Vc的電壓范圍在9～36V之間，電壓越高，風(fēng)機轉速越高，電壓越低，風(fēng)機轉速越低;+5V為風(fēng)機內電路控制板的工作電壓;
室外直流風(fēng)機
室外直流風(fēng)機工作原理與直流壓縮機基本相同，只是PWM電壓波形形成電路做在了電機內;Vc為高壓直流供電部分提供的直流電源，供風(fēng)機繞組工作使用，300V左右，由于用戶(hù)電源電壓有高有低，因而Vc實(shí)際在200V-375V之間;+15V電壓為風(fēng)機內電路板的工作電源電壓;Vsp為風(fēng)機轉速控制信號，室外主控芯片發(fā)出的外風(fēng)機風(fēng)速控制信號為+5V的脈沖數字信號，經(jīng)過(guò)數字/模擬轉換電路，轉換成最大電壓+15V的模擬信號，即Vsp，控制電機內電路板以產(chǎn)生PWM電壓波形;風(fēng)速反饋信號為12脈沖/轉，脈沖幅值+15V，因主控板芯片工作電壓為+5V，因此需在電源板上將其轉換成+5V的信號后，才能供給外主控芯片以檢測外風(fēng)機轉數。