海信KFR-4501GW/BP型变频空调开关电源电路原理分析

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该空调的室内机与室外机各由一块单片微处理器组成的电路进行控制，两者相对独立，采用半双工串行通信方式进行信息交换。根据海信KFR-4501GW/BP型变频空调室外机的印制电路板画出了供电电路，如下图所示。　　从下图中可以看出，这是一种单晶体管式开关电源电路。其作用是通过将交流电转换为直流电，又将直流电转换输出为交流电，再经二次整流滤波为室外机提供稳定的工作电源。　　开关电源电路主要由开关管VT01(2SC3150)、开关变压器T02等组成，属自激式开关电路。其稳压方式采用脉宽调制方式，即开关稳压电路输出的直流电压正比于开关管VT01的导通时间，而反比于开关脉冲的振荡周期。　　1．整流滤波电路
　　
　　交流220V电压经过桥堆整流、电容滤波后输出约300V直流电压，该电压经XS02与XS07插件进入室外机电源电路后，先经L01抗干扰电感一保险丝F02、F03后分为两路：一路使电源指示灯LED01点亮，以示电源进入工作状态；另一路进入自激式开关电源振荡电路。　　2．自激式开关振荡电路
　　
　　进入自激开关电源振荡电路的约300V直流不稳定电压分成两路：一路经过开关变压器T02的⑤-⑦绕组，加到开关管VT01的集电极；另一路经启动电阻R13、R14限流后，为开关管VT01提供基极电流，使其进入初始导通状态。开关管导通后，其集电极电流在开关变压器T02初级⑤-⑦绕组产生上正下负的感应电压。该电压通过开关变压器耦合，T02次级⑩-(11)绕组（即正反馈绕组）把感应的电压反馈到开关管VT01的基极（经C18、R20、R22），使集电极电流增大。这样，由于正反馈电路的作用，开关管VT01很快进入饱和导通状态。　　当VT01饱和导通后，其集电极电流保持不变，T02初级绕组上的感应电压消失，正反馈停止，VT01很快退出饱和状态，并进入放大状态。此时，开关管VT01集电极电流瞬间减小，因T02初级绕组上的电流不能突变，故而产生了很强的反向感应电压耦合到次级绕组（即正反馈绕组），正反馈绕组上的反向感应电压经正反馈电路使开关管反偏而截止。　　当开关管VT01截止后，T02初级绕组无电流通过，感应电压消失，整流滤波后的电源又通过R13、R14给开关管VT01基极提供导通电压，使开关管重新进入导通状态。　　上述过程周而复始，便形成了自激振荡过程。　　3．缓冲电路（尖峰脉冲抑制）
　　
　　缓冲电路由开关变压器T02的⑤-⑦绕组上并联的R27、C09、VD13等组成，用于将开关变压器T02初级绕组之间的电压变化速率减缓。一方面可以使VT01工作在较安全的区域内，减小它的截止损耗；另一方面可以使输出端的开关尖峰电平大为降低。在VT01由饱和转变为截止的过程中，由于T02初级绕组上的电压处于反向，使二极管VD13导通。这时相当于在初级绕组之间并上一只电容，从而使VT01的c、e极上的电压上升速率变缓。当VT01再导通时，电容C09上的能量经R27释放，使VT01再截止时缓冲电路仍然起作用。　　4．开关效率提升电路
　　
　　开关管VT01的c、e极上并联的二极管VD16起续流作用，是为了让开关管VT01截止时，放掉VT01的c、e极的电荷，以提高开关管VT01的开关效率。