EdrisiSmart Lux v1.6 – آموزش برد و کمپرسور اینورتر

۱. آموزش تعمیر برد اینورتر یخچال (ساختار Lux v1.6)

آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی یخچال‌های اینورتر، به دلیل پیچیدگی‌های مدارات سوئیچینگ، DSP (پردازشگر سیگنال دیجیتال) و درایورهای IGBT/MOSFET، نیازمند درک عمیق از الکترونیک قدرت و اصول کنترل موتورهای BLDC است. در این بخش، مراحل کلیدی عیب‌یابی و تعمیر رایج‌ترین مشکلات بردها تشریح می‌شود.

۱.۱. ساختار کلی برد اینورتر

یک برد کنترل اینورتر یخچال معمولاً از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

بخش ورودی و تغذیه (Power Input & PFC/SMPS): وظیفه دریافت برق AC شهری، اصلاح ضریب توان (PFC) و تولید ولتاژهای DC مورد نیاز برای بخش‌های کنترلی (مانند ۵ ولت و ۱۲ ولت) و بخش قدرت (مانند ۳۰۰ تا ۴۰۰ ولت DC).
بخش کنترل و پردازش (Microcontroller/DSP): مغز سیستم که الگوریتم‌های کنترلی، ارتباط با سنسورها (دمای اواپراتور، کندانسور، کمپرسور) و ارسال سیگنال PWM به درایورها را مدیریت می‌کند.
بخش درایور و خروجی (Gate Driver & Inverter Stage): این بخش شامل ترانزیستورهای قدرت (IGBT یا MOSFET) است که توسط سیگنال‌های PWM از میکروکنترلر تحریک شده و ولتاژ DC را به جریان سه‌فاز متغیر مورد نیاز کمپرسور تبدیل می‌کنند.

۱.۲. عیب‌یابی رایج و نقاط شکست (Failure Points)

بسیاری از خرابی‌ها در اثر نوسانات برق، گرمای بیش از حد یا عمر قطعات رخ می‌دهند. در اینجا به رایج‌ترین مشکلات اشاره می‌شود:

الف) عدم روشن شدن برد یا نمایشگر

بررسی فیوز ورودی: ساده‌ترین نقطه برای شروع. اگر فیوز سوخته باشد، معمولاً نشان‌دهنده اتصال کوتاه در بخش ورودی یا پل دیودی است.
خرابی رله‌ها یا سلف‌های ورودی: در صورت خرابی رله یا آسیب دیدن مسیر سلف، برق به بخش‌های داخلی نمی‌رسد.
خرابی مدار بایاس (Standby Power Supply): اگر ولتاژهای کم‌مصرف (مثلاً ۵ ولت) تولید نشوند، میکروکنترلر کار نخواهد کرد. اغلب خرابی در خازن‌های الکترولیتی کوچک (معمولاً ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد) در این بخش دیده می‌شود.

نکته فنی در مورد خازن‌ها: در بردهای اینورتر، به دلیل کارکرد مداوم در دمای بالا، خازن‌های الکترولیتی (به خصوص در مدار PFC و خازن‌های بایاس) اولین قطعاتی هستند که دچار خشکیدگی و کاهش ظرفیت می‌شوند. همیشه ابتدا خازن‌های ورودی و خروجی بخش SMPS را بررسی کنید.

ب) خطای کمپرسور یا عدم کارکرد موتور

این شایع‌ترین و جدی‌ترین مشکل است که معمولاً با کدهای خطا (مانند E81,C81 ) مشخص می‌شود.

خرابی سنسورهای دما (NTC): اگر سنسورهای محیطی (کندانسور، اواپراتور) مقدار غیرمنطقی (مثلاً مقاومت صفر یا بی‌نهایت) را گزارش دهند، برد از راه‌اندازی کمپرسور جلوگیری می‌کند.
خرابی درایورهای گیت (Gate Drivers): آی‌سی‌های درایور (مانند HCPL316J یا مشابه) سیگنال را از میکرو گرفته و به پایه گیت IGBT/MOSFET اعمال می‌کنند. خرابی این قطعات باعث می‌شود ولتاژ به کمپرسور نرسد.
سوختن ترانزیستورهای قدرت (IGBT/MOSFET): در اثر اضافه بار یا جهش ولتاژ، این قطعات اتصال کوتاه یا قطع می‌شوند. هنگام تعویض، باید به جریان و ولتاژ نامی و همچنین مقاومت در حالت اشباع ($$ R_{DS(on)} $$) دقت شود.
خرابی کمپرسور: در برخی موارد، مشکل از خود موتور کمپرسور (پیچ‌خوردگی یا اتصال کوتاه بین فازها) است و برد سالم است. تست مقاومت بین سه فاز کمپرسور (U, V, W) باید مقادیر مساوی و اندکی مقاومت (معمولاً بین ۰.۵ تا ۳ اهم بسته به مدل) را نشان دهد.

۱.۳. اصول تست و تعمیر بخش درایور

برای تست بخش قدرت، ابتدا برد را از برق اصلی جدا کرده و اجازه دهید خازن‌های بزرگ ۳۰۰ تا ۴۰۰ ولت دشارژ شوند. سپس با استفاده از مولتی‌متر در حالت دیود یا اهم‌متر، اتصالات سه‌گانه زیر را بررسی کنید:

تست ترانزیستورهای قدرت (IGBT/MOSFET)

این ترانزیستورها به صورت سه کاناله (U, V, W) در کنار یکدیگر قرار دارند. هر کانال شامل دو نیمه برای سوئیچینگ مثبت و منفی است.

تست اتصال کوتاه: پایه‌های کلکتور (Collector) به امیتر (Emitter) یا در MOSFET، درین (Drain) به سورس (Source) باید در حالت عادی، مقاومت بسیار بالایی نشان دهند. هرگونه مقاومت نزدیک به صفر نشان‌دهنده سوختگی است.
تست تحریک (Gate): پایه گیت باید نسبت به امیتر/سورس در حالت خاموش، مقاومت بالایی داشته باشد. تحریک شدن نابهنگام گیت (مثلاً به دلیل خرابی درایور) می‌تواند باعث عبور جریان DC و آسیب جدی شود.

نکته ایمنی حیاتی: در بردهای اینورتر، حتی پس از قطع برق، خازن‌های اصلی می‌توانند ولتاژ خطرناک ۳۰۰ ولت DC را ذخیره کنند. همواره با استفاده از مقاومت‌های مناسب (مثلاً ۱۰۰ کیلواهم / ۵ وات)، خازن‌ها را تخلیه کنید.

۱.۴. برنامه‌ریزی و شناسایی برد

در بسیاری از مدل‌های جدید، برد کنترل (PCB) با نرم‌افزار خاصی برنامه‌ریزی می‌شود که شامل پارامترهای کمپرسور و فرکانس‌های بهینه است. در صورت تعویض میکروکنترلر یا خود برد، نیاز به "کددهی" یا "شناسایی سیستم" توسط دستگاه سرویس تول (مانند اسکنر خدمات ال‌جی یا سامسونگ) خواهد بود. این مرحله معمولاً شامل ارسال کدهای مشخصی از طریق پورت ارتباطی برد به کمپرسور است تا پارامترهای اولیه راه‌اندازی (مانند ولتاژ راه‌اندازی و جریان نامی) تنظیم شوند.

۲. تحلیل تخصصی کمپرسورهای اینورتر (سامسونگ ENV4A5‑L2B و ال‌جی FLD165NAMA)

کمپرسورهای اینورتر یخچال‌ها (BLDC - Brushless DC) از نظر ساختاری بسیار کارآمدتر از مدل‌های On/Off قدیمی هستند، اما نحوه کنترل آن‌ها پیچیده‌تر است. این بخش به بررسی دو مدل پرکاربرد و نحوه تشخیص سلامت آن‌ها می‌پردازد.

۲.۱. کمپرسور سامسونگ مدل ENV4A5‑L2B (معمولاً در سری‌های ساید بای ساید)

این کمپرسورها از نوع موتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) هستند که مستقیماً توسط برد اینورتر با ولتاژ سه‌فاز کنترل می‌شوند.

مشخصات کلیدی:

ولتاژ تغذیه: ۳۰۰-۴۰۰ ولت DC (از خروجی پل دیودی برد).
فازها: دارای سه سیم خروجی (U, V, W) به برد.
سیستم کنترل: معمولاً مبتنی بر سنسور هال (Hall Sensor) برای بازخورد موقعیت روتور در لحظه استارت، یا کنترل بدون سنسور (Sensorless Control) در حالت کارکرد پایدار.

تست سلامت کمپرسور ENV4A5‑L2B

هنگام تست باید مولتی‌متر را روی اهم‌متر تنظیم کنید و مقاومت بین هر دو فاز را اندازه بگیرید:

\[ R_{UV} = R_{VW} = R_{WU} \]

در مدل‌های سامسونگ، این مقاومت‌ها معمولاً در محدوده **10 تا 25 اهم** قرار دارند. هرگونه تفاوت فاحش بین فازها (مثلاً یک فاز ۰.۵ اهم و دو فاز دیگر ۲.۰ اهم) نشان‌دهنده نیم‌سوز شدن یکی از سیم‌پیچ‌ها است و کمپرسور باید تعویض شود.

تفاوت با موتورهای AC قدیمی: در موتورهای AC، مقاومت سیم‌پیچ‌ها بسیار پایین‌تر و در حد میلی‌اهم است. مقادیر اهمی بالاتر در موتورهای BLDC به دلیل استفاده از سیم‌پیچ‌های کمتر (معمولاً ۹ سیم‌پیچ در ساختار ۳ فاز یو-دلتا) و ولتاژ پایین‌تر تحریک (در مقایسه با موتورهای القایی) است.

۲.۲. کمپرسور ال‌جی مدل FLD165NAMA (معمولاً در یخچال‌های ال‌جی سری Linear Compressor)

کمپرسورهای خطی ال‌جی (Linear Inverter) از نظر مکانیکی با کمپرسورهای دورانی متفاوتند؛ آن‌ها از یک پیستون به جای میل‌لنگ استفاده می‌کنند. کنترل الکتریکی آن‌ها نیز از نو LINER است.

مشخصات کلیدی:

سیستم کنترل: بسیار وابسته به بازخورد موقعیت. اغلب از یک سنسور خطی یا سنسور مخصوص برای تعیین دقیق موقعیت پیستون استفاده می‌شود.
بررسی اتصالات: مشابه سامسونگ، دارای سه خروجی (Power,Save,Camon) است.

تست سلامت کمپرسور FLD165NAMA

تست مقاومت سیم‌پیچ‌ها مشابه حالت قبل انجام می‌شود. با این حال، کمپرسورهای ال‌جی (به ویژه سری‌های قدیمی‌تر) ممکن است مقاومت‌های کمی پایین‌تری داشته باشند، اما اصل تساوی بین فازها باید کاملاً رعایت شود.

محدوده معمول مقاومت برای این مدل اغلب بین **10 تا 25 اهم** است.

هشدار: تست مقاومت، اتصال کوتاه داخلی سیم‌پیچ به بدنه (ارت) یا خرابی سنسور موقعیت را مشخص نمی‌کند. بهترین روش تست، اتصال موقت کمپرسور به یک برد سالم یا استفاده از ابزار تخصصی تست کمپرسور اینورتر است که می‌تواند سیگنال PWM مناسب را اعمال کند و جریان مصرفی را بسنجد.

۲.۳. درک تفاوت درایوهای PWM

برد اینورتر برای کنترل دور کمپرسور، فرکانس سیگنال PWM را تغییر می‌دهد. ولتاژ اعمالی به کمپرسور به صورت تقریبی توسط فرمول زیر توصیف می‌شود (برای موتور ۳ فاز):

\[ V_{avg} = \frac{V_{DC}}{2} \cdot \frac{T_{on}}{T_{cycle}} \]

که در آن $ V_{DC} $ ولتاژ DC خروجی PFC (معمولاً ۳۵۰ ولت) و $ \frac{T_{on}}{T_{cycle}} $ همان دیوتی سایکل (Duty Cycle) است.

با این حال، در عمل، کنترل دور کمپرسور با تغییر فرکانس (و حفظ ولتاژ تقریبی در نسبت مشخص) انجام می‌شود تا گشتاور لازم تأمین گردد.

۳. جدول مقایسه پارامترهای فنی کمپرسورها

جدول زیر مقایسه‌ای بین پارامترهای تست رایج برای دو مدل فوق و یک مدل استاندارد On/Off قدیمی ارائه می‌دهد:

پارامتر	سامسونگ ENV4A5‑L2B	ال‌جی FLD165NAMA	کمپرسور On/Off (مرجع)
نوع کنترل	BLDC (PMSM)	Linear	AC القایی تک فاز
تعداد سیم خروجی به برد	۳ فاز (U, V, W)	۳ فاز (S, P, C)	1 فاز(سیم پیچ اصلی/استارت) + ارت
محدوده مقاومت سیم‌پیچ (اهم)	۱.۵ تا ۲.۵ Ω	۰.۸ تا ۱.۸ Ω	کمتر از ۱ Ω (بسیار پایین)
نحوه استارت	Soft Start کنترل شده توسط PWM	Soft Start خطی کنترل شده	خازن و رله استارت
منبع تغذیه درایور	۳۵۰ ولت DC	۳۵۰ ولت DC	۲۲۰ ولت AC

۴. یادداشت‌های فنی و جمع‌بندی تعمیرات

۴.۱. اهمیت عایق‌بندی (Insulation Resistance)

علاوه بر مقاومت اهمی سیم‌پیچ‌ها، تست مقاومت عایقی (Insulation Resistance یا Megger Test) بین هر فاز و بدنه کمپرسور حیاتی است. این تست باید با دستگاه مِگِر (Megger) انجام شود که ولتاژهای بالا (معمولاً ۵۰۰ ولت DC) اعمال می‌کند. مقدار قابل قبول معمولاً باید بیش از ۵۰ مگااهم (MΩ) باشد. مقادیر پایین‌تر، حتی اگر کمپرسور در لحظه کار کند، نشان‌دهنده نفوذ رطوبت یا فرسایش عایق سیم‌ها بوده و منجر به سوختن مجدد برد اینورتر خواهد شد.

۴.۲. کنترل ولتاژ پیک (DC Bus Voltage)

هنگام کارکرد برد، ولتاژ DC در خازن‌های بزرگ باید بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ ولت باشد. اگر این ولتاژ بیش از حد بالا باشد (مثلاً بالای ۴۱۰ ولت)، احتمالاً مدار PFC دچار مشکل شده یا ولتاژ ورودی بسیار زیاد است. اگر ولتاژ به شدت افت کند (مثلاً زیر ۲۵۰ ولت در زمان راه‌اندازی کمپرسور)، احتمالاً کمپرسور اتصال کوتاه داخلی دارد و جریان زیادی می‌کشد و مدار توان قادر به حفظ ولتاژ نیست.

۴.۳. نقش سنسورهای حرارتی (Thermistor NTC)

سنسورهای ان‌تی‌سی (NTC) مورد استفاده در مسیر هوای اواپراتور و کندانسور، مقاومت خود را با کاهش دما افزایش می‌دهند. در دمای استاندارد اتاق (حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد)، مقاومت این سنسورها معمولاً بین ۵ تا ۱۰ کیلواهم است. مقادیر خارج از این محدوده (در دمای محیط) باید با جایگزینی سنسور یا بررسی مسیر برد اصلاح شوند.

جمع‌بندی گام به گام عیب‌یابی برد: