变频空调TPD4204F直流风机控制工作原理

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直流风机控制原理
(1)模块供电电路
TPD4204F风机驱动模块要工作，需要两路电 源， 一路是提供给后级IGBT 管供电的电源，来源
于整流、滤波后的+310V, 加到VBB 的23、24引脚；另一路是风机模块工作必须要给其前级电路、 驱动级电路供电，电源电压为+15V,送到VCC 的 5脚。为了对模块进行保护以防突发的高电压击 穿损坏模块，以及其他电路元件等，在模块旁 VCC 引脚处并接了一只20V 的稳压管 DZ501; 同 时由于开关电源输出的+15V 与风机模块VCC 端 有一定距离，为了确保电力充沛以及滤除线路中 的高频干扰，在VCC 引脚端也并接了电解电容 E501及高频滤波电容 C501。


电流为3.75A。
3.2模块 TPD4204F  内部框图
风机驱动控制模块 TPD4204F的内部框图如 图3所示。
4直流风机控制原理
4.1直流风机控制电路
直流风机控制电路实物图如图4所示，原理

(3)六路驱动电路



运转。

如图3、图5所示，风机驱动模块内部的六只 IGBT 管的栅极要得到驱动信号触发才能使该管 工作，而这触发的信号来源于检测压缩机转子位 置信息后CPU(RX24T)  通过算法实现的，从而输 出具有一定时序的六路驱动脉冲，经过电阻 R503、R504、R506~R509 以及电容 C507~C510 组 成RC 滤波电路，然后送入到模块的10~15脚，再

通过模块内部电路放大、驱动等实现电机的正常



在实际检修过程中这六路驱动信号由于个别 电阻阻值变大造成信号没法完整传输，六路驱动 信号有缺失，从而导致风机不运转也会报“E7”故
障代码，也容易损坏风机驱动模块 TPD4204F。
(4)相电流保护电路
相电流保护电路在维修中也称为硬件保护电 路，如图5所示，主要由电流采样电阻R501、
R502 及电容 C503 组合的 RC 吸收电路搭建而成。当外风机正常运行时，电流比较小，通过采样 电阻R501 后得到的电压也较低，送到 TPD4204F 模块的9脚(RS),  为低电平(小于0.5V), 这时模 块的4脚(DIAG) 为高电平5V。如果因直流外风 机过载、短路等导致电流变大，采样电阻R501 检 测到的电压也变高；如果送到模块9脚(RS) 的电
压达到0.5V, 模块内部六只IGBT管会停止工作， 外风机不运转并使模块的4脚(DIAG) 电压被拉  低，为低电平，此时 CPU 的24脚也为低电平，因  此会停止六路驱动脉冲输出并报“E7”故障代码。
(5)转子位置检测电路
由于外风机使用的是无刷电机，要运转首先  必须检测转子的位置，只有知道实时的转子位置  信息，CPU 才能通过算法决定输出六路驱动脉冲  的时序，从而有效地控制直流外风机的工作。如图  5所示，该板的转子位置检测电路比较简单，通过  两只电阻 R512、R513分压后， 一端连接到电机电  流采样电阻R501, 另一端连接到CPU 的55脚， 由于输出的电压较低，电流较小，波形难以捕捉， CPU 也难以识别，因此电路中利用电阻 R512、 R513 分压以抬高直流电位，这样便于CPU 识别， 从而实现程序算法的良好逻辑控制等。
当 VCC 电源降至 TPD4204F 风机驱动模块 内部设定的11V(典型值)时，MOS 管输出关闭， 该保护功能具有滞后性。当 VCC 电源达到比关断 电压高0.5V 时，模块被自动恢复，并且 MOS  管通
过输入再次导通。
(2)模块自举升压电路
如图3所示，
模块内有六只IGBT 功率管，当上桥臂的三只IGBT 管依据时序工作时，由于U、 V、W 三相接的是电机的线圈，导致某个时刻源极  电位比较高，因此，栅极的电压最高仅有15V, 所  以没办法使IGBT 管工作。因此，电子工程中常常  采用自举升压原理来抬高电压以满足上桥臂的三  颗IGBT 管能达到工作条件，它往往通过自举升          压二极管、限流电阻、自举电容组成。图5中， E502~E504三只电解电容为自举电容，其负
极分别接在U、V、W输出线上，而正极通过 自举二极管接到+15V 供电上，当某一相的上 桥IGBT 管需要工作时，会自动把栅极电压 进行抬升，这样该IGBT 管就能顺利工作。
在实际检修过程中，经常发现上述三路 自举电路中其中一路因自举二极管、自举电 容等损坏造成自举升压不足，导致该路 IGBT  不工作，这样直流电机也就不运转，空调报 “E7”故障代码(直流外风机保护),久而久之 也容易损坏风机驱动模块TPD4204F。