第二节 通信电路

通信电路由室内机和室外机主板两个部分单元电路组成，并且在实际维修中该电路的故障率比较高，因此单设一节进行详细说明。

一、电路数据和专用电源形式

1．通信电路数据结构

室内机（副机）、室外机（主机）之间的通信数据均由16个字节组成，每个字节由1组8位二进制编码构成。室内机和室外机进行通信时，首字节先发送1个代表开始识别码的字节，然后依次发送第1～16字节数据信息，最后发送1个结束识别码字节，至此完成1次通信，每组通信数据见表3-1。

2．通信电路数据编码规则

（1）命令参数

第3字节为命令参数，见图3-22，由“要求对方接收参数的命令”和“向对方传输参数的命令”两个部分组成，在8位编码中，高4位是要求对方接收参数的命令，低4位是向对方传输参数的命令，高4位和低4位可以自由组合。

（2）参数内容

参数内容见表3-2，第4～15字节分别可表示12项参数内容，每1个字节主、副机所表示的内容略有差别。

3．通信规则

图3-23为通信电路简图，PC1为室外机发送光耦合器，PC2为室外机接收光耦合器，RC1为室内机发送光耦合器，RC2为室内机接收光耦合器。

变频空调器一般采用单通道半双工异步串行通信方式，室内机和室外机之间通过以二进制编码形式组成的数据组进行各种数据信号的传递。半双工的含义为室内机向室外机发送信号时，室外机只能接收，而不能同时也发送信号。同理，当室外机向室内机发送信号的同时，室内机也只能接收信号。

空调器通电后，室内机和室外机主板就会自动进行通信，按照既定的通信规则，用脉冲序列的形式将各自的电路状况发送给对方，收到对方的正常信息后，室内机和室外机电路均处于待机状态。当进行开机操作时，室内机CPU把预置的各项工作参数及开机指令送到RC1的输入端，通过通信电路进行传输；室外机PC2输入端收到开机指令及工作参数内容后，由输出端将序列脉冲信息送给室外机的CPU，整机开机，按照预定的参数运行。室外机CPU在接收到信息50ms后输出反馈信息到PC1的输入端，通过通信电路传输到室内机的RC2输入端，RC2输出端将室外机传来的各项运行状况参数送至室内机的CPU，根据收集到的整机运行状况参数确定下一步对整机的控制。

由于室内机和室外机之间相互传递的通信信息，产生于各自的CPU，其信号幅度＜5V。而室内机与室外机的距离比较远，如果直接用此信号进行室内机和室外机的信号传输，很难保证信号传输的可靠度。因此在变频空调器中，通信电路一般都采用单独的电源供电，供电电压海信空调器多数使用直流24V（美的空调器使用-24V、格力空调器使用56V、海尔空调器使用140V），通信电路采用光耦合器传送信号，通信电路电源与室内机和室外机的主板上电源完全分开，形成独立的回路。

4．专用电源设计形式

通信电路的作用是室内机主板CPU和室外机主板CPU交换信息，根据常见的通信电路专用电源的设计位置和电压值可以分为3种。

（1）直流24V、设在室内机主板

目前变频空调器中通信电路最常见的设计形式，是通信电路电源为直流24V，见图3-24，设计在室内机主板，一般使用4引脚光耦合器。

（2）直流56V、设在室外机主板

通常应用在格力品牌的变频空调器中，通信电路电源为直流56V，见图3-33，设在室外机主板，一般使用4引脚光耦合器。

（3）直流140V、设在室外机主板

通常见于早期的交流变频空调器或海尔品牌的变频空调器，见图3-25，通信电路电源为直流140V，设在室外机主板，并且较多使用6引脚光耦合器。

二、海信通信电路工作原理

本小节以海信KFR-26GW/11BP交流变频空调器为基础，简单介绍通信电路的组成和工作原理。

1．电路组成

（1）室内机电路和室外机电路

完整的通信电路由室内机主板CPU、室内机通信电路、室内外机连接线、室外机主板CPU、室外机通信电路组成。

见图3-26，室内机主板CPU的作用是产生通信信号，该信号通过通信电路传送至室外机主板CPU，同时接收由室外机主板CPU反馈的通信信号并做处理；室外机主板CPU的作用与室内机主板CPU相同，也是发送和接收通信信号。

（2）室内外机连接线

变频空调器室内机和室外机共有4根连接线，见图3-27，作用分别是：1号L为相线，2号N为零线，3号为地线，4号S为通信线。

L与N之间为交流220V电压，由室内机输出为室外机供电，此时N为零线；S（本处实例为SI）与N为室内机和室外机的通信电路提供回路，S为通信信号引线，此时N为通信电路专用电源（直流24V）的负极，因此N有双重作用，既为交流220V的零线，又为通信电路直流24V电压的负极，所以在接线时室内机接线端子上L与N和室外机接线端子应相同，不能接反，否则通信电路不能构成回路，造成通信故障。

2．工作原理

图3-28为海信KFR-26GW/11BP通信电路原理图。从图中可知，室内机CPU的（42）脚为发送引脚，（41）脚为接收引脚，PC1为发送光耦合器，PC2为接收光耦合器；室外机CPU的（23）脚为发送引脚，（22）脚为接收引脚，PC02为发送光耦合器，PC03为接收光耦合器。

（1）直流24V电压形成电路

通信电路电源使用专用的直流24V电压，见图3-29，设在室内机主板，电源电压中相线L由电阻R10降压、D6整流、C6滤波、R13分压，在稳压管D11（稳压值24V）两端形成直流24V电压，为通信电路供电，N为直流24V电源的负极。

（2）信号流程

海信KFR-26GW/11BP通信电路信号流程和格力KFR-32GW/（32556）FNDe-3通信电路信号流程基本相同，为避免重复，可参见格力通信电路信号流程。

三、格力通信电路工作原理

本小节以格力KFR-32GW/（32556）FNDe-3直流变频空调器为例，详细介绍通信电路的组成、工作原理、信号流程等。

1．电路组成

完整的通信电路由室内机主板CPU、室内机通信电路、室内外机连接线、室外机主板CPU和室外机通信电路组成。

（1）室内机主板和室外机主板

通信电路见图3-30，室内机主板CPU（位于主板反面）的作用是产生通信信号，该信号通过通信电路传送至室外机主板CPU，同时接收由室外机主板CPU反馈的通信信号并做处理；室外机主板CPU的作用与室内机主板CPU相同，也是发送和接收通信信号。

（2）室内外机连接线

变频空调器室内机和室外机共有4根连接线，见图3-31，作用分别是：1号N（1）蓝色线为零线N，2号黑色线为通信线COM，3号棕色线为相线L，地线直接固定在外壳铁皮。

L端与N端接交流220V电压，由室内机输出为室外机供电，此时N为零线；COM与N为室内机和室外机的通信电路提供回路，COM为通信线，此时N为通信电路专用电源（直流56V）的负极，因此N有双重作用。

在接线时室内机主板L端与N端和室外机接线端子应相同，不能接反，否则通信电路不能构成回路，造成通信故障。

2．直流56V电压形成电路

图3-32为通信电路原理图。从图中可知，室内机CPU的（31）脚为发送引脚，U4为发送光耦合器，（30）脚为接收引脚，U3为接收光耦合器；室外机CPU的（34）脚为发送引脚，U132为发送光耦合器，（40）脚为接收引脚，U131为接收光耦合器。

通信电路电源使用专用的直流56V电压，见图3-33，设在室外机主板。电源电压相线L由电阻R1311和R1312降压，D134整流，C0520滤波，R136分压，在稳压管ZD134（稳压值56V）两端形成直流56V电压，为通信电路供电，N为直流56V电压的负极。

3．信号流程

室内机和室外机的通信数据由编码组成，室内机和室外机的CPU在处理时，均会将数据转换为高电平1或低电平0的数值并发给对方（例如编码为101011），再由对方的CPU根据编码翻译出室外机或室内机的参数信息（假如翻译结果为室内管温为10℃，压缩机当前运行频率为75Hz），共同对整机进行控制。

一旦室外机出现异常状况，在相应的字节中就会出现与故障内容相对应的编码内容，通过通信电路传送至室内机CPU，室内机CPU针对故障内容立即发出相应的控制指令，整机电路就会出现相应的保护动作。同样，当室内机电路检测到异常时，室内机CPU也会及时发出相对应的控制指令至室外机CPU，以采取相应的保护措施。

本机室内机CPU为5V供电，高电平为直流5V，室外机CPU为3.3V供电，高电平为3.3V，低电平均为0V。

室内机和室外机CPU传送数据时为同相设计，即室外机CPU发送高电平信号时，室内机CPU接收也同样为高电平信号，室外机CPU发送低电平信号时，室内机CPU接收也同样为低电平信号。

（1）室外机发送高电平信号，室内机接收信号

通信电路处于室外机发送、室内机接收时，见图3-34，室内机CPU发送信号（31）脚首先输出5V高电平电压经电阻R35送至晶体管Q12基极B，电压为0.7V，集电极C和发射极E导通，U4初级侧②脚发光二极管负极接地，5V电压经电阻R17、U4初级发光二极管和地构成回路，初级侧两端电压为1.1V，使得次级侧光敏晶体管集电极④脚和发射极③脚导通，为室外机CPU发送通信信号提供先决条件。

室外机CPU（34）脚发送高电平信号时，输出电压3.3V经电阻R1315送至晶体管Q132基极，电压为0.7V，集电极和发射极导通，3.3V电压经电阻R1316、U132初级发光二极管、Q132集电极、Q132发射极和地构成回路，U132初级侧两端电压为1.1V，使得次级侧集电极和发射极导通，整个通信回路闭合，流程如下：通信电源56V→U132的④脚集电极→U132的③脚发射极→U131的①脚发光二极管正极→U131的②脚发光二极管负极→电阻R138→二极管D133→室内外机连接线→室内机主板X11端子（COM-OUT）→D1→R18→R10→U4的④脚→U4的③脚→U3的①脚→U3的②脚→N端构成回路，使得U3初级侧两端的电压为1.1V，次级侧④-③脚导通，三极管Q3基极电压约为0.1V，集电极和发射极截止，5V电压经电阻R75和R14，为CPU接收信号（30）脚供电，为高电平约5V，和室外机CPU发送信号（34）脚的高电平相同，实现了室外机CPU发送高电平信号，室内机CPU接收高电平信号的过程。

（2）室外机CPU发送低电平信号，室内机CPU接收信号

见图3-35，当室外机CPU（34）脚发送低电平信号时，输出电压为0V，Q132基极电压也为0V，集电极和发射极截止，U132的②脚负极不能接地，因此3.3V电压经R1316不能构成回路，U132的初级侧①-②脚电压为0V，次级侧④-③脚截止，U132的③脚电压为0V，此时通信回路断开，使得室内机主板U3初级侧两端电压为0V，次级侧④-③脚截止，5V电压经R13、R19为Q3基极供电，电压为0.7V，集电极和发射极导通，CPU接收信号（30）脚经R14、Q3集电极、Q3发射极接地，为低电平0V，和室外机发送信号（34）脚的低电平相同，实现了室外机CPU发送低电平信号，室内机CPU接收低电平信号的过程。

（3）室内机CPU发送高电平信号，室外机CPU接收信号

通信电路处于室内机发送、室外机接收时，见图3-36，室外机CPU发送信号（34）脚首先输出3.3V高电平电压，经R1315送至Q132基极，电压为0.7V，集电极和发射极导通，U132初级侧②脚发光二极管负极接地，3.3V电压经R1316、U132初级发光二极管和地构成回路，初级侧两端电压为1.1V，使得次级侧④脚和③脚导通，为室内机CPU发送通信信号提供了先决条件。

室内机CPU（31）脚发送高电平信号时，输出电压5V经R35送至Q12基极，电压为0.7V，集电极和发射极导通，5V电压经电阻R17、U4初级发光二极管、Q12集电极、Q12发射极和地构成回路，U4初级侧两端电压为1.1V，次级侧④脚集电极和③脚发射极导通，整个通信回路闭合，使得室外机接收光耦合器U131初级侧两端的电压为1.1V，次级侧④-③脚导通，Q131基极电压为0V，集电极和发射极截止，3.3V电压经R132和R131为CPU接收信号（40）脚供电，为高电平约3.3V，和室内机CPU发送信号（31）脚的高电平相同，实现了室内机CPU发送高电平信号，室外机CPU接收高电平信号的过程。

（4）室内机CPU发送低电平信号，室外机CPU接收信号

见图3-37，当室内机CPU（31）脚发送低电平信号时，输出电压为0V，Q12基极电压也为0V，集电极和发射极截止，U4的②脚负极不能接地，因此5V电压经R17不能构成回路，U4的初级侧①-②脚电压为0V，次级侧④-③脚截止，U4的③脚电压为0V，此时通信回路断开，使得室外机主板U131初级侧两端电压为0V，次级侧④-③脚截止，3.3V电压经R134、R133为Q131基极供电，电压为0.7V，集电极和发射极导通，CPU接收信号（40）脚经R131、Q131集电极、Q131发射极接地，为低电平0V，和室内机发送信号（31）脚的低电平相同，实现了室内机CPU发送低电平信号，室外机CPU接收低电平信号的过程。

4．通信电压跳变范围

室内机和室外机CPU输出的通信信号均为脉冲电压，通常在0～5V之间变化。光耦合器初级发光二极管的电压也是时有时无，有电压时次级光敏晶体管导通，无电压时次级光敏晶体管截止，通信电路由于光耦合器次级光敏晶体管的导通与截止，工作时也是时而闭合时而断开，因而通信电路工作电压为跳动变化的电压。

测量通信电路电压时，使用万用表直流电压档，黑表笔接N（1）号端子，红表笔接2号COM端子。根据图3-23的通信电路简图，可得出以下结果。

室外机发送光耦合器U132次级光敏晶体管截止，室内机发送光耦合器U4次级光敏晶体管导通，直流56V通信电压断开，此时N与COM端子电压为0V。

U132次级导通，U4次级导通，此时相当于直流56V电压对串联的电阻RN和RW进行分压。在格力KFR-32GW/（32556）FNDe-3空调器的通信电路中，RN=R18+R10=13.6kΩ，RW=R138=13kΩ，此时测量N与COM端子之间的电压相当于测量RN两端的电压，根据分压公式[RN/（RN+RW）]×56V可计算得出，约等于28V。

U132次级导通，U4次级截止，此时N与COM端子之间的电压为直流56V。

根据以上结果得出的结论是：测量通信电路电压即N与COM端子间电压，理论的通信电压变化范围为0V～28V～56V，但是实际测量时，由于光耦合器次级光敏晶体管导通与截止的转换频率非常快，见图3-38，万用表显示值通常在6V～27V～51V之间循环跳动变化。