任务四徽电脑控制电冰箱控制系统综合分析与检修 本节主要分别以科龙电器典型的直冷和风直冷电脑冰箱为例介绍电路 板的控制功能、控制电路系统实现，分立电路控制原理和功能，常见故障 及检修方法。 电脑冰箱的控制系统通过电路板体现，是电脑冰箱容易出现电气故障 的地方，当电路板出现故章时，厂家的维修人员一般都不对电路板雏修， 而是整块电路板更换。这样一方面对某些型号产品没有原厂配件造成无法 维终，另一方面对于超过保修期的用户来说增加了很多维修费用。实际从 统计数据来看，绝大部分的电路板损坏都是其中部分功能电路的局部问题， 只要掌握了电路板的电路原理和检修方法就可以用较少的成木进行修复。 所以维修人员应当学会修理电路板。 冰箱电路板的控制电路基本是种典型的温度控制电路，有很武的规 律性，相对而言并不复杂，其核心单片机芯片部分可靠性很高，外围电路 也较多采用传统的典形电路，只要多加分析总结、尝试实践，就能掌握电 路版维修的基本技能。 141电冰箱电路板维修的前期准备 1.产品控制功能的了解分析 当电冰箱出现故障时，在检修之前，必须通过产品说明书及其他相关 资料了解其功能、操作方法、显示信息内容等，一方面排除操作不当引起 的误解，另一方血对照说明书的描还对产晶存在的问趣有一一个清晰全而的 了解。由于大部分的故章因茶造成的现象也是有针对性的，如有可能，在 正式维修之前按说明书的内容对各个功能都进行简单的测试，这对于缩小 故障判断范固有很大的帮助，并可以针对故障表现出米的范围内有的放矢 地进行检修。 2.整机挖制系统故暸判断 284
284 任务四 微电脑控制电冰箱控制系统综合分析与检修 本节主要分别以科龙电器典型的直冷和风直冷电脑冰箱为例介绍电路 板的控制功能、控制电路系统实现、分立电路控制原理和功能、常见故障 及检修方法。 电脑冰箱的控制系统通过电路板体现，是电脑冰箱容易出现电气故障 的地方，当电路板出现故障时，厂家的维修人员一般都不对电路板维修， 而是整块电路板更换。这样一方面对某些型号产品没有原厂配件造成无法 维修，另一方面对于超过保修期的用户来说增加了很多维修费用。实际从 统计数据来看， 绝大部分的电路板损坏都是其中部分功能电路的局部问题， 只要掌握了电路板的电路原理和检修方法就可以用较少的成本进行修复。 所以维修人员应当学会修理电路板。 冰箱电路板的控制电路基本是一种典型的温度控制电路，有很强的规 律性，相对而言并不复杂，其核心单片机芯片部分可靠性很高，外围电路 也较多采用传统的典型电路，只要多加分析总结、尝试实践，就能掌握电 路板维修的基本技能。 1.4.1 电冰箱电路板维修的前期准备 1. 产品控制功能的了解分析 当电冰箱出现故障时，在检修之前，必须通过产品说明书及其他相关 资料了解其功能、操作方法、显示信息内容等，一方面排除操作不当引起 的误解，另一方面对照说明书的描述对产品存在的问题有一个清晰全面的 了解。由于大部分的故障因素造成的现象也是有针对性的，如有可能，在 正式维修之前按说明书的内容对各个功能都进行简单的测试，这对于缩小 故障判断范围有很大的帮助，并可以针对故障表现出来的范围内有的放矢 地进行检修。 2. 整机控制系统故障判断
在拜除制冷、结构等原因。确认冰箱故障是由于电气控制系统造成的 情况下，还需进一步根据故章现象来分析控制系统的基本状况，同时应当 充分利用电路板自身设置的故障检测提示功能和维修自检功能对系统的故 障作出判断。从本章第2节图6.5可以看出控制系统的组成结构，其中除 了电路板包含有大部分的功能单元，传感器和执行元件装配在箱体的各个 对应的位置，另外还包括各个电气部件之间的导线连接。雏修过程中应先 了解各个传感器和执行元件的功能特点，通过新电测量和通电运行检测等 方式进行判断，注意在断电测量的过程中应断开各个不同元器件之间的速 接，澄免相互之间的串并联影响改变测量结果。通电运行检测时做到逐级 的测试排除，找出真正的故障点， 3.电路控制原里功能分析 在排除了传感器、执行元件、电气连接等其他因素引起的故障，通过 对电路板输入输出的对应检测可以对电路板的状态做出基本的判断。从本 质上来说，电路板应当准确地实现控制规格书的功能，即在确定的传感器 输入条件下实现对应的执行元件的输出驱动。其中不符合的部分，就是需 要重点检查的部分，这就需要维修人员先看懂电路原理图，了解各个单元 电路的功能，判断出单片机芯片的主要输入输出管脚的功能定义，明确传 感器信号输入、输出驱动执行元件的信号走向。甚至在没有电路原理图的 场合根据通过测绘画出部分单元电路图，便于维修检测和判断。 4.电路板元器件确认 进行电路板的检测姓修之前，应先将电路板实物对照电路原理图辨别 出各个电子元器件在电路原理图中的位置，确定电路板与系统连接的输入 输出连接器各个端子的功能定义和一些关键信号检测点的位置及信号的特 性（强电或弱电，直流或交流）。尤其是家用电器的电路板均采用强弱电隔 离设计，两者之间有明显的分隔线，应在通电前确认强电部分元器件的位 285
285 在排除制冷、结构等原因，确认冰箱故障是由于电气控制系统造成的 情况下，还需进一步根据故障现象来分析控制系统的基本状况，同时应当 充分利用电路板自身设置的故障检测提示功能和维修自检功能对系统的故 障作出判断。从本章第 2 节图 6.5 可以看出控制系统的组成结构，其中除 了电路板包含有大部分的功能单元，传感器和执行元件装配在箱体的各个 对应的位置，另外还包括各个电气部件之间的导线连接。维修过程中应先 了解各个传感器和执行元件的功能特点，通过断电测量和通电运行检测等 方式进行判断，注意在断电测量的过程中应断开各个不同元器件之间的连 接，避免相互之间的串并联影响改变测量结果。通电运行检测时做到逐级 的测试排除，找出真正的故障点。 3. 电路控制原理功能分析 在排除了传感器、执行元件、电气连接等其他因素引起的故障，通过 对电路板输入输出的对应检测可以对电路板的状态做出基本的判断。从本 质上来说，电路板应当准确地实现控制规格书的功能，即在确定的传感器 输入条件下实现对应的执行元件的输出驱动。其中不符合的部分，就是需 要重点检查的部分，这就需要维修人员先看懂电路原理图，了解各个单元 电路的功能，判断出单片机芯片的主要输入/输出管脚的功能定义，明确传 感器信号输入、输出驱动执行元件的信号走向。甚至在没有电路原理图的 场合根据通过测绘画出部分单元电路图，便于维修检测和判断。 4. 电路板元器件确认 进行电路板的检测维修之前，应先将电路板实物对照电路原理图辨别 出各个电子元器件在电路原理图中的位置，确定电路板与系统连接的输入 输出连接器各个端子的功能定义和一些关键信号检测点的位置及信号的特 性（强电或弱电，直流或交流）。尤其是家用电器的电路板均采用强弱电隔 离设计，两者之间有明显的分隔线，应在通电前确认强电部分元器件的位
置，避免探作时的触电危险。 5.模拟检测装置的实现 当从冰箱上取下电路板进行维修时，需要按接线图搭建简易的模拟运行台， 1的扣 D面 pF0田. 中四D55四 事 0 -四 丽 to.coco 竹的 E田 1宽预 阁6.11CDI99WAK冰箱电路板的模根运钉台 图6.II为BCD-I99WAK冰箱电路板的模拟运行台。 搭建模拟运行台的基本方法： (1)用普通开关模拟门开关。 (2)用电阻箱模拟感温头（如无电阻箱可用电位器替代），测试过程中电 阻值应根据感温头的温度特性表进行调节设定。 (3)用220V指示灯（或小功率灯泡》模拟压缩机、照明灯、加热器、罩 极风扇电机等 286
286 置，避免操作时的触电危险。 5. 模拟检测装置的实现 当从冰箱上取下电路板进行维修时， 需要按接线图搭建简易的模拟运行台， 图 6.11 为 BCD199WAK 冰箱电路板的模拟运行台。 搭建模拟运行台的基本方法： （1）用普通开关模拟门开关。 （2）用电阻箱模拟感温头（如无电阻箱可用电位器替代），测试过程中电 阻值应根据感温头的温度特性表进行调节设定。 （3）用 220V 指示灯（或小功率灯泡）模拟压缩机、照明灯、加热器、罩 极风扇电机等。 图 6.11 BCD199WAK 冰箱电路板的模拟运行台
(4)一些驱动信号特殊的器件可用相同的器件接入模拟运行，如双稳态电 代物税作镜态电减损 1N4324LD1子10一代得志电锅 L104/400w 24 L☐1o4/4oow 图6.12双稳态电磁创模拟适行电路 磁阀、电动风门等。如图612所示，对传统单稳态电磁阀可直接用灯泡模 拟，但对于双稳态电磁阀可以通过示波器或图中的电路进行模拟，LED1 和LED2两个发光二极管的闪烁分别表示两种状态的驱动脉冲信号。 1.4.2具体电路控制原理分析 图6.13是科龙BCD-199WAK风直冷电冰箱的控制电路原理图，其控 制规侧、主要功能和控制系统结构在前面的章节已经作了介绍，本节从硬 件电路的角度对其电路板各个单元电路分开来进行分析，便于在实际维修 检测过程中的判断。 1.过压保护电路 图6.14是电源钤入环节的过压保护 F1T2.5队 电路原理图，图中RV1为压敏电阻，与 保险管（熔断器）F1组成过压保护电路 C1为抗干扰电容，用于滤除电源中产生 往变压餐初领 的干扰信号。压敏电阻型号为14N561, 图614电源输入过压保护电路原理 其压敏电压为560V(56×10),正常情况下可认为压敏电阻开路，当电源 电压过高，峰值超过560V时压敏电阻阻值突降接近短路，保险管F1熔晰， 电路板断电使板上的重要元器件不被损坏
287 （4）一些驱动信号特殊的器件可用相同的器件接入模拟运行，如双稳态电 磁阀、电动风门等。如图 6.12 所示，对传统单稳态电磁阀可直接用灯泡模 拟，但对于双稳态电磁阀可以通过示波器或图中的电路进行模拟，LED1 和 LED2 两个发光二极管的闪烁分别表示两种状态的驱动脉冲信号。 1.4.2 具体电路控制原理分析 图 6.13 是科龙 BCD199WAK 风直冷电冰箱的控制电路原理图，其控 制规则、主要功能和控制系统结构在前面的章节已经作了介绍，本节从硬 件电路的角度对其电路板各个单元电路分开来进行分析，便于在实际维修 检测过程中的判断。 1. 过压保护电路 图 6.14 是电源输入环节的过压保护 电路原理图，图中 RV1 为压敏电阻，与 保险管（熔断器）F1 组成过压保护电路， C1 为抗干扰电容，用于滤除电源中产生 的干扰信号。压敏电阻型号为 14N561， 其压敏电压为 560V（56×10），正常情况下可认为压敏电阻开路，当电源 电压过高， 峰值超过 560V 时压敏电阻阻值突降接近短路， 保险管 F1 熔断， 电路板断电使板上的重要元器件不被损坏。 图 6.12 双稳态电磁阀模拟运行电路 图 6.14 电源输入过压保护电路原理 图
过压保护电路动作后，从显示及功能上体现出冰箱整个控制系统断电 停止工作。通过观察保险管就可以得到判断。 引 于阿 图6.15电源转换电路原里图
288 过压保护电路动作后， 从显示及功能上体现出冰箱整个控制系统断电， 停止工作。通过观察保险管就可以得到判断。 图 6.15 电源转换电路原理图
罪的
289 图 6.13 科龙 BCD199WAK 风直冷电冰箱的控制电路原理图
引起保险管断路的主要原因是电源电压出现过高的情况，除了要更换 保险管外，还应当检查压敏电阻是否击穿。更换压敏电阻时应注意电压值 参数。（注意：型号561代表压敏电压为560V,型号560代表压敏电压为 56V) 2.电源转换电路 图6.15是电源转换电路原理图，该部分电路将220V的强电交流电压 转换为12V和稳定5V的直流电源，其中12V电游主要供维电器、背光源 和蜂鸣器的毫动（不需要进行稳压），5V电源则供给芯片、信号处理等电 路使用。 图中由变压器T1将220V降至12V交流，经过二极管V-V4及电容 C2、C3组成的整流滤波电路产生12V直流，再通过三端稳压集成块7805 输出稳压5V直流电源，C4、C5为5V直流的滤波被电容， 电源电路出现问题后将导致整个冰箱不能工作。检测时通过用万用表 测量：变压器初级220V交流—变压器次级12V交流—C3两端12V直 流—C5两端5V稳压直流。直到检测到异常。 除了电源转换电路本身的元器件损环会造成输出直流异常外，电路板 其他电路及宜流负载出现短路也可能造成电源电路的保护及损环，这时需 要逐个断开直流电源的负载进行检测判断。 3.电源相位检测电路 图6.16是电源相位检测电路，该部分电路产生与交流220V电源同相 的直流方波信号输入主芯片，这样就可以通过判断直流的高低电平确定当 前的交流电源相位是处于正半周还是负半周，最终用于双稳态电磁阀的驱 动脉冲参考。图中二极管V1】对变压器次级的交流信号进行半波整流后保 留正半周波形，三极管V14、V15及电阻R11R15组成两级反相电路将波 形整形为高低电平信号，即电深正半周时输出高电平5V,电源负半周时输 290
290 引起保险管断路的主要原因是电源电压出现过高的情况，除了要更换 保险管外，还应当检查压敏电阻是否击穿。更换压敏电阻时应注意电压值 参数。（注意：型号 561 代表压敏电压为 560V，型号 560 代表压敏电压为 56V） 2. 电源转换电路 图 6.15 是电源转换电路原理图，该部分电路将 220V 的强电交流电压 转换为 12V 和稳定 5V 的直流电源，其中 12V 电源主要供继电器、背光源 和蜂鸣器的驱动（不需要进行稳压），5V 电源则供给芯片、信号处理等电 路使用。 图中由变压器 T1 将 220V 降至 12V 交流，经过二极管 V1~V4 及电容 C2、C3 组成的整流滤波电路产生 12V 直流，再通过三端稳压集成块 7805 输出稳压 5V 直流电源，C4、C5 为 5V 直流的滤波电容。 电源电路出现问题后将导致整个冰箱不能工作。检测时通过用万用表 测量：变压器初级 220V 交流——变压器次级 12V 交流——C3 两端 12V 直 流——C5 两端 5V 稳压直流。直到检测到异常。 除了电源转换电路本身的元器件损坏会造成输出直流异常外，电路板 其他电路及直流负载出现短路也可能造成电源电路的保护及损坏，这时需 要逐个断开直流电源的负载进行检测判断。 3. 电源相位检测电路 图 6.16 是电源相位检测电路，该部分电路产生与交流 220V 电源同相 的直流方波信号输入主芯片，这样就可以通过判断直流的高低电平确定当 前的交流电源相位是处于正半周还是负半周，最终用于双稳态电磁阀的驱 动脉冲参考。图中二极管 V11 对变压器次级的交流信号进行半波整流后保 留正半周波形，三极管 V14、V15 及电阻 R11~R15 组成两级反相电路将波 形整形为高低电平信号，即电源正半周时输出高电平 5V，电源负半周时输
出低电平3V。 1N4007 w15 ZN304 去单片机PB0口〔第13澳1 H004 图6.16 电源相位检测电路 电源相位检测电路故障后会导政双稳态电磁阀不动作或动作异常，并 直接影响到制冷温度控制。在有示被器的条件下通过对比电容C12、C14、 C15两端的波形（两次反相整形）很容易分析出故障点。用万用表带电检 测时，可以通过断开V11或在断开点加上+5V信号分别检测C14、C15上 的电压，正常情况下断开V11后C14 +59 上的电压为5V,C15上的电压为 0.3V。如果在断开点加上+5V后则相 51 反 051 图去单片PB51(第6奥) 4.断电3分钟检测电路 图6.17是断电3分钟检测电路， 图617惭电3分中检测电路 用于实现停电不足3分钟时延时启动压缩机，避免压缩机启动负载过大， 达到保护压缩机的日的。 电路通过电容C51的充放电实现功能，上电时5V通过电阻R51.二极 管V51及电阻R52同时对电容C51充电，断电后电容C51通过电阻R52 放电（此时V51反向候止），由于充电电阻远小于放电电阻，所以充电很快， 放电较慢。 291
291 出低电平 3V。 电源相位检测电路故障后会导致双稳态电磁阀不动作或动作异常，并 直接影响到制冷温度控制。在有示波器的条件下通过对比电容 C12、C14、 C15 两端的波形（两次反相整形）很容易分析出故障点。用万用表带电检 测时，可以通过断开 V11 或在断开点加上+5V 信号分别检测 C14、C15 上 的电压。 正常情况下断开 V11 后 C14 上的电压为 5V，C15 上的电压为 0.3V。如果在断开点加上+5V 后则相 反。 4. 断电 3 分钟检测电路 图 6.17 是断电 3 分钟检测电路， 用于实现停电不足 3 分钟时延时启动压缩机，避免压缩机启动负载过大， 达到保护压缩机的目的。 电路通过电容 C51 的充放电实现功能，上电时 5V 通过电阻 R51、二极 管 V51 及电阻 R52 同时对电容 C51 充电，断电后电容 C51 通过电阻 R52 放电 （此时 V51 反向截止）， 由于充电电阻远小于放电电阻， 所以充电很快， 放电较慢。 图 6.17 断电 3 分钟检测电路 图 6.16 电源相位检测电路
每次一上电，单片机就检测电容C5引上的电压，如果停电时间小于3 分钟，放电时间不够，单片机检测到高电平，在控制程序中加入压缩机3 分钟延时启动的条件。如果停电时间超过3分钟，单片机检测到低电平， 则程序中只要满足压缩机开机条 件则立即启动。(3分钟延时时间并 71 00 不要求很准，在2-5分钟范曲内都 可以接受) D 断电3分钟检测功能在冰箱正 T95C8 3苏西8 单片杭 常运行中不起任何作用，但对于经 1 P跑 常短时间停电的地区，如果该电路 10 PE 故障，压缩机过载启动时必然引起 12 PB1 压缩机的保护器动作，所以当保护 图6.18 EOM存储界记忆控制电 器损坏时应同步检查断电3分钟延 时功能是否正常。 分别在上电和断电的过程利用数字万用表测量二极管VS1正端电压的 变化判断故障情况，常见故障为二极管或电容损坏。 5.断电记忆电路 图6.18中利用EEPROM存储器93C46实现窗断电记忆功能，93C46芯 片的介绍参见前面的相关章节，它最重要的特点是停电后存储的数据不会 丢失，EEPROM存第器主要用于储存用户的设定值，每次在用户更改过设 定后进行储存探作，每次上电后单 片机从中调出储存的设定参数。 阿 t4184 如果断电后重新来电用户上 次的设定失效（注意：速冷和速冻 单片机 G1 292 4 图6.19典州单片机品振和反位电路
292 每次一上电，单片机就检测电容 C51 上的电压，如果停电时间小于 3 分钟，放电时间不够，单片机检测到高电平，在控制程序中加入压缩机 3 分钟延时启动的条件。如果停电时间超过 3 分钟，单片机检测到低电平， 则程序中只要满足压缩机开机条 件则立即启动。（3 分钟延时时间并 不要求很准，在 2~5 分钟范围内都 可以接受） 断电 3 分钟检测功能在冰箱正 常运行中不起任何作用，但对于经 常短时间停电的地区，如果该电路 故障，压缩机过载启动时必然引起 压缩机的保护器动作，所以当保护 器损坏时应同步检查断电 3 分钟延 时功能是否正常。 分别在上电和断电的过程利用数字万用表测量二极管 V51 正端电压的 变化判断故障情况，常见故障为二极管或电容损坏。 5. 断电记忆电路 图 6.18 中利用 EEPROM 存储器 93C46 实现断电记忆功能，93C46 芯 片的介绍参见前面的相关章节，它最重要的特点是停电后存储的数据不会 丢失。EEPROM 存储器主要用于储存用户的设定值，每次在用户更改过设 定后进行储存操作，每次上电后单 片机从中调出储存的设定参数。 如果断电后重新来电用户上 次的设定失效（注意：速冷和速冻 图 6.19 典型单片机晶振和复位电路 图 6.18 EEPROM 存储器记忆控制电路
运行模式断电后不记忆)，原因基本在于该电路故障。此时应当检查 EEPROM芯片的5V供电是否正常以及电路板上的相关连线是否有虚焊， 断路和短路，否则更换EEPROM芯片， 6.复位及品振电路 图6.19所示为典型的单片机品振和复位电路。品振电路直接接入单片 机，用于产生4.0MHz的振荡频率为单片机提供标准时钟信号。当品振出现 故障时，整机控制系统停止运行。更换品振时注意要用相同振荡须率的替 代 图中的单片机复位端低电平有效，即低电平(0V)单片机复位，高电 平(5V)正常运行。上电的辉间，电容两端相当于短路，实现上电复位功 能。同时电容快速通过电阻R83充电到5V并保持，完成复位并按程序运 行。断电后电容通过二极管V83迅速放电为下次上电复位作准备。 复位电路的作用是防止上电瞬间各电压信号未正常建立就进入程序运 行引起系统受到干扰出现死机，上电复位延时后能提高控制系统的稳定性 和可靠性， 运行过程复位端应当为5V,如果电容被击穿导致芯片复位瑞一直低电 平，整个控制系统将不运转。 7.感温头输入电路 感温头输入电路的功能是将感温头如图620所示，（热敏电阻）的电阻 值变化转变为电压信号。以下仅以冷冻室感温头输入电路为例说明，如图 6.20所示R27与冷冻室感温头RF组成串联分压电路，R32为输入电阻，保 护单片机芯片输入回路，电容C32滤除一些尖峰干扰信号，避免采样错误。 根据感温头的介绍可以知道，感温头是一个负温度系数的热敏电阻， 温度越高阻值越小，对应分压后的电压值就越小。对应温度变化的电压值 进入单片机后经过AD转换后再在程序中通过对照表还原为对应的温度 293
293 运行模式断电后不记忆），原因基本在于该电路故障。此时应当检查 EEPROM 芯片的 5V 供电是否正常以及电路板上的相关连线是否有虚焊、 断路和短路，否则更换 EEPROM 芯片。 6. 复位及晶振电路 图 6.19 所示为典型的单片机晶振和复位电路。晶振电路直接接入单片 机，用于产生 4.0MHz 的振荡频率为单片机提供标准时钟信号。当晶振出现 故障时，整机控制系统停止运行。更换晶振时注意要用相同振荡频率的替 代。 图中的单片机复位端低电平有效，即低电平（0V）单片机复位，高电 平（5V）正常运行。上电的瞬间，电容两端相当于短路，实现上电复位功 能。同时电容快速通过电阻 R83 充电到 5V 并保持，完成复位并按程序运 行。断电后电容通过二极管 V83 迅速放电为下次上电复位作准备。 复位电路的作用是防止上电瞬间各电压信号未正常建立就进入程序运 行引起系统受到干扰出现死机，上电复位延时后能提高控制系统的稳定性 和可靠性。 运行过程复位端应当为 5V，如果电容被击穿导致芯片复位端一直低电 平，整个控制系统将不运转。 7. 感温头输入电路 感温头输入电路的功能是将感温头如图 6.20 所示，（热敏电阻）的电阻 值变化转变为电压信号。以下仅以冷冻室感温头输入电路为例说明，如图 6.20 所示 R27 与冷冻室感温头 RF 组成串联分压电路，R32 为输入电阻，保 护单片机芯片输入回路，电容 C32 滤除一些尖峰干扰信号，避免采样错误。 根据感温头的介绍可以知道，感温头是一个负温度系数的热敏电阻， 温度越高阻值越小，对应分压后的电压值就越小。对应温度变化的电压值 进入单片机后经过 A/D 转换后再在程序中通过对照表还原为对应的温度