典型热泵热水机控制系统原理与检修.doc

8.3 典型热泵热水机控制系统原理与检修本节以美的热泵热水机RSJ-350/S-810为例，分析其电气控制原理及维修方法首先解释热泵热水机的几个概念热水机——是指独立的一台，由两台压缩机并联（或单台压缩机5HP）及一个板式换热器组成的制热系统和一个电控器组成是单向循环只有一种运行模式的系统热泵热水机组——是指由单台或多台热水机(1～16台)并联组成的热水机组主控制器——是指每一单台热水机的电控器，可以独立完成热水机的信号输入、数据采集、输出接口控制、故障报警的判断功能，设定为主机的电控器为主控制器，只有它与线控器直接通讯线控器——是指用于热泵热水机组的人机接口界面，接受用户的操作指令并发送到机组主控制器，同时接收机组的运行状态数据进行显示8.3.1 热水机组接线图解说图8.10是热泵热水机RSJ-350/S-810接线图通过电源接线座连接380VAC 3相的电源该电源在上电工作开始时由主控板检测电源相序，CN26是相序检测端口三相电源相序正确的话，才进入待机状态，等待来自线控器的指令，在待机过程中，会检测各个输入量的状态，检测这些输入量是否能正常工作 1．输入端口连接到CN7端口的是水压开关。

连接到CN8端口的是低压开关，检测压缩机的回气压力连接到CN9端口的是高压开关，检测压缩机的排气压力连接到CN15端口的是出水温度传感器连接到CN20端口的是温度检测端口，检测室外环境温度和冷凝器盘管中部温度连接到CN33端口的是高低压水位检测端口，通过检测水箱里的水位决定什么时候需要补水，什么时候需要关闭水阀2．输出端口四通阀的控制：在热水机中，四通阀的动作和普通冷暖空调的动作是不一样的一般情况下，热水机都是处在制热状态下，这时四通阀不会供电在化霜的状态下，四通阀上电改变冷媒流路电磁阀SV1：是单通电磁阀，在正常制热过程中，控制线路通过检测环境温度控制它的ON、OFF状态；在化霜过程中处于ON状态电磁阀SV2：也是单通电磁阀，当检测到高水位开关闭合持续一段时间，就关闭SV2；当检测到低水位开关断开时，则开启SV2风机 是两挡抽头电机，通过检测室外侧环境温度决定是否开启高风挡或低风挡循环水泵：只有当主机处于循环式制热水方式时，循环水泵才会开启，当主机退出循环式制热水方式后，主机停压缩机后，循环水泵P2延时几10秒钟后停止运转进水水泵：只有当主机处于直热式制热水方式时，才会开启，当主机退出直热式制热水方式后，主机停压缩机后，进水水泵P1延时几10秒钟后停止运转。

8.3.2 热水机组控制电路原理图分析我们可以拿热水机和普通的冷暖空调做对比普通的冷暖空调在制热的情况下，室内侧的热交换器通过空气和房间里的空气进行热交换，同时检测室内环境温度，使房间达到舒适的温度当我们把室内侧的热交换器放在水里，则热交换器就是和水进行热交换，再增加一些水温、水位、水流的控制，这样我们把水调整到适用于人体的温度，热水机就成功的实现了所以热水机的控制线路和普通空调的控制线路差不多从图8.11中可看到热水机的线路也包括温度检测线路、2003继电器驱动线路、7805/7812电源稳压线路、74HC164显示线路、一些开关量的检测线路、相序检测线路等等这些线路前面都讲过了，就不再赘述由于热水机的控制对象的不同，从线控器上需要操作的内容也会有别于普通空调热水机需要显示的内容要多见显示部分的原理图见8.12所示，从该图中可以看出显示部分包括了以下的单元功能线路：按键扫描线路、液晶驱动线路、485通讯线路等等1. 按键扫描线路图8.13为扫描电路，该线路使用了8个端口最多可扫描4×4个按键根据功能需要，线控器只定义了13个按键（SW9和SW14是一样的功能）当无按键按下时，MCU的6、7、11、12端口是高电平。

程序运行时，MCU不断的依次对端口2、3、4、5置低电平，同时扫描6、7、11、12端口，一旦某个按键按下，则相应会在6、7、11、12端口中的某个端口会产生一个低电平MCU会马上记录该按键按下的状态，执行相对应的程序如SW12按键按下时，当MCU对端口3置低电平，则对应的端口7会产生一个低电平表8.3 HT162X系列芯片选型表HT162XHT1620HT1621HT1622HT16220HT1623HT1625HT1626公共端44888816段32323232486448片内振荡器－√√－√√√晶体振荡器√√－√√√√19图8.10 热泵热水机RSJ-350/S-810接线图图8.11 热泵热水机RSJ-350/S-810控制电路原理图图 8.12 KJR-09B热水机显示电路原理图图 8.14 HT1621B管脚功能指示图图 8.13 按键扫描电路原理图2. 液晶驱动线路该线路使用了专用的液晶驱动芯片HT1621HT162X系列芯片是由HOTEK公司开发生产的多功能LCD 驱动器芯片，HT162X 的软件配置特性使其适合于各种LCD 的应用包括LCD 模块和显示子系统，主控器与HT162X通信只需要3 到4 条线。

由于采用了电容型偏置电压充电泵使得HT1620 的操作电流非常的小HT162X 系列包括多款产品适合不同的应用，目前广泛应用于各种液晶驱动控制上HT162X系列芯片选型见表8.3所示1） 芯片特性① 操作电压2.4~3.3V ② LCD 电压3.6~4.9V可调 ③ 可选择1/2 或1/3 偏置1/2, 1/3 或1/4 占空比④ 内部时基频率源⑤ 片内电容型偏置充电泵图 8.9 HT1621管脚功能指示图⑥ 读/写地址自动增加⑦ 3线（或4线）串行接口 ⑧ 软件配置特性 ⑨ 两个可选的蜂鸣器频率2kHz 或4kHz（2） HT1621芯片管脚定义图 8.15 RAM单元对照图HT1621为32×4位LCD驱动器，共有四种子型号，分别是HT1621-48SSO、HT1621B-48SSOP/DIP、HT1621D-28SKDIP，我们现在使用的为HT1621B-48SSOP，见图8.14所示 （3） RAM单元对照1621B 的静态显示存储区RAM 为32位， 4 位用于保存显示数据，RAM 的内容直接映射到LCD 驱动器的内容可使用READ WRITE 和EAD-MODIFY-WRITE 命令对RAM 中的数据进行访问。

如图8.15所示为RAM 的映射图4） HT1621B电路接口图 8.16 HT1621B接口写模式时序图主芯片与HT1621B 接口只需4 条线CS 线用于初始化串行接口电路并终止主控芯片与HT1621B之间的通信，如果CS 脚置为1 主控器与HT1621B 之间的通信先被禁止，然后初始化在执行模式命令或进行模式切换时需要一个高电平的脉冲初始化HT1621B的串行接口DATA 线是串行数据输入/输出线，读写的数据和执行的命令都必须通过DATA 线RD 线是读时钟输入线，RAM 中的数据在RD 信号的下降沿输出的数据将会出现在DATA 线上，主控芯片应当在RD 信号的上升沿和下一个下降沿之间读取正确的数据WR 线是写时钟输入，DATA 线上的数据地址和命令都在WR 信号的上升沿输入HT1621B图8.16为时序图（仅以写模式为例说明，其余见DATASHEET资料）5） 命令格式HT1621 一个很重要的特色就是可由主控芯片通过软件的方式来完成自身的设定，有两种模式，命令对HT1621进行配置和传输LCD 显示数据HT1621的配置模式成为命令模式它的命令模式ID 为100 命令模式包含了系统配置命令、系统频率选择命令、LCD 配置、命令音调频率选择命令、定时器/WDT 设定命令和操作命令。

而数据模式则包含读、写和读一修改一写操作，表8.4所列为命令模式ID 和数据模式ID表8.4 模式代码名称模式ID READ 数据110 WRITE 数据101 READ-MODIFY-WRITE 数据101 COMMAND 命令100 模式命令应当在发送数据或命令之前执行如果执行连续的命令，命令模式ID 可以省略当系统执行非连续命令或非连续地址数据模式时，CS 脚应当置高电平，前一个操作模式将同时复位当CS 脚返回到低电平时，应当首先执行新的操作模式ID HT1621具体命令模式详见HT1621产品DATASHEET文件，在此不作一一列举图 8.12 HT1621B显示驱动接口电路原理图在主芯片对HT1621发送显示内容前，应对使用到的HT1621内部资源（如时钟、偏置、蜂鸣器、LCD开关等）进行初始化设定，设定完毕后，才可进行正常的发送显示数据程序6） 采用HT1621B的液晶显示驱动硬件电路说明显示驱动部分原理图见8.17所示该电路与主芯片共四个接口：片选信号CS、读信号RD、写信号WR及数据信号DATA，一般我们使用CS、WR及DATA三个接口请注意芯片VLCD管脚，HD1621B芯片要求VLCD管脚电压必须低于VDD脚电压，在此VLCD通过电阻分压为4.5V。

HD1621B多余的管脚（BZ、COM口和SEG口）可以悬空处理3. 485通信线路RS-485总线作为一种允许多点、差分数据传输的通讯电气规范，定义了一个极为坚固可靠的，基于单对平衡线的多点，双向（半双工）的通讯链路，具有长传输距离、宽共模范围、信号冲突保护、低成本和良好的抑制高噪声等特性RS-485实质上是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定插件、传输电缆与及通信协议只是对应于七层模型中的物理层美的商用空调很多机型涉及到需要通信的电路都通过485通信线路来实现其中RS-485的接口规范特点如下：①平衡传输、差动工作模式 ②多点通信③驱动器带载最小输入电压：±1.5V ④驱动器带载最大输入电压：±5V⑤最大输出短路电流：250mA ⑥驱动器输出阻抗： 54Ω⑦接收器输入门限：±200mV ⑧接收器最小输入阻抗：12kΩ⑨－7V至＋12V总线共模范围 ⑩最大输入电流1.0mA/-0.8 mA (12Vin/-7Vin)接收器输出逻辑高：＞200mV 接收器输出逻辑低：＜200mV 最大总线负载：64个单位负载 允许收发器数目：32Tx 、32Rx最大传输速率：10Mbit/s 最大电缆长度：4000英尺（约1.2km）（1） 工作原理简介电路原理见图8.18所示。

DI是发送数据到总线，RO是接收总线上的数据，DE是发送允许，RE是接收允许对于全双工芯片，这两个控制线可以同时有效，但对于半双工的芯片，同一时间只能一个有效当传输的距离很长时，而双方信息的交换又不是很频繁时都是采用半双工方式，这样可以节省一对传输用线我们空调一般都是使用半双工方式主芯片将通讯内容通过通讯芯片MAX3082转换在485总线的差分信号在总线上传输，再通过通讯芯片MAX3082转换为正常的5V波形输入到主芯片上去，实现了主从机的通讯图 8.18 485。