美的全直流变频空调外机电源输入与开关电源原理

美的KFR-35GW/BP3N1型全直流变频空调外机外机电源输入与开关电源原理图如下图所示（图片可点击放大）。

1、过压保护与电源滤波电路

电源输入部分主要就是对交流电进行滤波，经C1、L6、C5、C6 吸收、过滤、隔离高频谐波等的处理。外机板子的L(棕色线)、N(蓝色线)接AC220V,经FU101(20A)保险管后并接了一只压敏电阻ZR1，该电阻能承受的瞬态电压值为620V，电源电路中如果瞬间串入高电压，如雷电等超过620V就会击穿短路，使FU101熔断从而保护之后的电路免受高压损坏。在 L、N 之间还接了安规X电容C1以及Y电容C5、C6，确保机子工作时PFC功率管、驱动模块产生的电磁干扰不串入外电网以及对外网的干扰进行吸收，避免影响本机的电源，确保工作的稳定性，使其EMI、EMC安规测试达标。

2、外机大电流供电控制

在火线L上串接了热敏电阻PTC1以及大电流继电器RY1。PTC1的作用就是，当内机送电到外机时，经PTC1(阻值一般为20Ω~60Ω)给后续电路供电，关键是给开关电源供电，使开关电源工作，产生CPU所需的 5V电压。这样外机CPU得电工作，从43脚输出高电平至反相器KID65003AF的②脚，从⑮脚输出低电平接到RY1继电器线圈的一端，另一端接 12V，此时继电器触头闭合，大电流从触头流过，为大功率的变频驱动模块、PFC电路提供电源。由于该热敏电阻有一定的发热量，在电路中损坏的几率也比较大。

3、整流滤波与PFC电路

L、N电源经EMI、EMC处理后通过继电器RY1接至25A整流桥BR1，由交流变为直流电，通过并接C3、E1、E2、C8抗干扰和滤除纹波后输出 310V左右的直流电供压缩机驱动模块、开关电源等使用。电感L601、二极管D601以及电容E1、E2为PFC电路中的储能与充电器件，为压缩机在不同频率旋转提供足够的电流。直流回路中还串接了0.01Ω的电阻R601，用于检测直流电源的回路电流。开启实时过流保护作用，避免严重过负载或短路的大电流导致更大的安全隐患。

4、开关电源电路

310V直流电流经开关变压器的初级绕组后接至电源模块6A161H的⑦、⑧脚(也就等同于芯片内部MOS管的D极)，通过②、③脚接地(等同于S极接地)。⑦、⑧脚得电后经内部电路处理给外接的电容器E401、C402充电，确保模块的⑤脚得到工作电压，芯片工作后产生PWM脉冲去控制调节内部开关管的“开/关”，激活开关电源电路从而得到所需的输出电压。当开关模块工作后，开关变压器次级绕组输出电压有三路：第一路经电阻R402限流、二极管D402整流、电容E401、C402滤波后为模块的⑤脚提供工作电源；第二路是接整流二极管D403、滤波电容E403、C407得到 12V的电压为继电器、反相器供电，此外还接了AS7805三端稳压块，为CPU、传感器、比较器等提供电源。C406、R411目的就是保护D403避免过大的反峰电压击穿管子，提高D403的耐用度与可靠性；第三路接整流二极管D404和滤波电容E402、C405，得到 15V的电压为压缩机驱动模块内部电路以及PFC 模块和直流风机模块供电。

稳压及调节过程：当市电输入变低或负载变重都会导致开关电源输出的电压变低，此时经电阻R407~R409分压后在R408上电压也比较低，三端可控稳压源N431的R极电压与芯片内部基准电压比较变低就会导致KA极导通能力变弱，这样模块④脚与地之间流通电流变小，促使模块内发出PWM脉冲变宽，占空比变大，控制MOS开关管导通时间变长，因此整个开关电源输出电压调整变高，系统通过这样不断采样来调节、稳定输出电压；

如果因输入电压变高或负载变轻，开关电源次级输出电压变高其调节过程为：通过采样电阻R407~R409分压后在R408上电压变高，就会使N431三端可控稳压源的R极电压比基准电压高，促使KA极导通能力变强，因此模块④脚流过光耦至地之间的电流变大，模块内发出的驱动MOS管的PWM脉冲变窄，占空比变小，使MOS振荡频率变低把输出电压调整也变低，从而不间断采样电压来进行实时调节，达到稳定开关电源输出电压的作用。