九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種壓縮機之無感測回授電路，特別是 關於利用一分段檢測單元進行一壓縮機之反電勢之檢剛， 以便分段並縮小該反電勢檢測範圍之壓縮機之無感測回授 電路。 【先前技術】 在壓縮機驅動的發展技術十，由於該塵縮機長時操作 於咼溫且劇烈振動的劣勢環境，導致該壓縮機無法使用位 置感測器〔例如光學編碼器或霍爾感測器〕進行驅動，也 因此為了提昇該壓縮機㈣彳的穩定性’該壓縮機結合益感 測技術以進行職已成為目前歸機軸技術中重 要的關鍵技術。. 習用壓縮機之無感測回授電路，請參照第i圖所示， 其包含一壓縮機90、至少一檢測電路91、-微處理機92 及-驅動電路93。該壓縮機9G之各電力線L連接各 測電路91〔在第1圖中，其特別揭示若該壓縮機係為 一三相壓縮機，則設置三個檢測電路91〕，當該屋縮機9〇 運轉時’由於該檢測電路91具有二電阻Ra、处，該二 阻Ra、Rb可選擇不同的比例，因此該檢測電路％可經由 該，力線L將該壓縮機9〇之一反電勢進行分壓，以便將 =1 缩機之反電勢之較電壓餅㈣—適合雛處 92額定輸入的電壓值，例如將該壓縮機90之反電勢j 定電虔值300伏特〔v〕m〈汉电努之額 降成5v以便輪入該微處理機 .t §j 5 — 1333322 99年8月3日^正替拖百 ~~~~~---. ，該微處理機92可對應產生一換向控制信號予該驅動電路 93，進而控制該壓縮機90運轉。 一般而言，上述習用具有下列缺點，例如：當運轉中 ，由於該反電勢之大小與壓縮機90之轉速變化呈正比，因 此當該壓縮機90運轉於低速時，該反電勢透過該檢測電路 91所產生出的電壓將遠小於5V，導致該微處理機92無法 正確的判斷該檢測電路91所轉換出的電壓值，進而無法產 生正確的換向控制信號。舉例而言，當該壓縮機9〇之轉速 操作在150至3000轉/分〔rpm〕時，該壓縮機感應出的反 電勢介於15V至300V之間。若該檢測電路91之二電阻 Ra、Rb之比值設計成60時，則可將對應於最高轉速的反 電勢值300V降成5V的電壓值，並送至該微處理機92。 然而，由於該檢測電路91之二電阻Ra、Rb之分壓比值係 用以轉換該壓縮機90之全部轉速範圍，因此若該壓縮機 9〇操作在600rpm以下時，該檢測電路91將轉換出低於 IV之電壓，但該轉換後之電壓值係與一般雜訊所產生的電 壓值相當，因此容易造成該轉換後的電壓值因受干擾而失 真’進而導致該微處理機92發生誤判的情況。基於上述原 因有必要進-步改良上述習用壓縮機之無感測回授電路 有鑑於此，本發贼良上述之缺點，其係在—壓縮機 $電力線連接-分段檢測單元，該分段檢測單元具有數 =壓電路，各該分壓電路設計成具有—分壓比值，且數 刀壓電路的分壓比值係呈—等差數列增加。各該分壓電 6 — 99年8月3曰修正替換頁 路分別接㈣義機之-反電勢，並賴反電勢依據不同 之分壓比值降成不同.的直流輪出電壓.，並將適當的直流輸 出電壓選擇經由-類比多工器輸入至一微處理機，進而使 該，處理機產生-正_換向控制信號。藉此，該分段檢 測單元可分段並縮小該反電勢的檢測範圍，進而相對提升 控制的精確度及增加該壓縮機操作之穩定性。 【發明内容】 本發明之主要目的係提供一種壓縮機之無感測回授 電路’其係藉由一分段檢測單元將一壓縮機之反電勢降壓 成數個不同準位之直流輸出電壓，並由一類比多工器選擇 輸出適當的直流輸出電壓至一微處理機，使得本發明具有 提升控制精確度及增加該壓縮機操作之穩定性之功效。 本發明之次要目的係提供一種壓縮機之無感測回授 電路，其係在一類比多工器及一微處理機之間連接一主動 式低通濾波器，使得本發明具有降低高頻雜訊干擾、提升 控制精確度及增加該壓縮機操作之穩定性之功效。 根據本發明之壓縮機之無感測回授電路，其包含至少 一分段檢測單元、至少一類比多工器及一微處理機。該分 段檢測單兀具有數個分壓電路，該數個分壓電路具有數個 依序呈-等差數列增加之分壓比值，以便將一壓縮機之反 電勢降壓成數個具有不同位準之直流輸出電壓’再將適當 的直流輸出電壓經由該類比多工器輸出至該微處理機，以 便對應產生一換向控制信號，進而可控制該壓縮機運轉。 【實施方式】 1333322 99年8月3日修正替換頁 為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯 易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所.附圖式， 作詳細說明如下： 3月參照第2圖所示，本發明較佳實施例之壓縮機之無 感測回授電路係包含一壓縮機丨、至少一分段檢測單元2 、至少一類比多工器3、至少一主動式低通濾波器4、一微 處理機5、一驅動電路6 ^該壓縮機丨具有數條電力線Ε， 各該分段檢測單元2連接至各該電力線L，以便各該分段 檢測單元2可藉由該電力線L接收該壓縮機丨之一反電勢 ，同時將該反電勢降壓轉換成數個直流輸出電壓，各該分 段檢測單元2係依序連接各該類比多工器3及各該主動式 低通濾波器4,以便該直流輸出電壓可經由該類比多工器3 及該主動式低通據波器4傳送至該微處理機$，以產生一 換向控制is遗，並送至該驅動電路6，以便控制該壓縮機1 運轉。在此，本發明較佳實施例揭示該壓縮機丨係為一三 相三線式壓縮機，因此選擇個別設置三個分段檢測單元2 、三個類比多工器3及三個主動式低通濾波器4 ,以便檢 測該壓縮機1之三相反電勢。 請參照第2及3圖所示，本發明較佳實施例之壓縮機 之無感測回授電路之分段檢測單元2具有數個分壓電路， 例如本發明較佳實施例之第一分壓電路21、第二分屋電路 22、第三分壓電路23及第四分壓電路24。該第一、第二 、第三及第四分壓電路21、22、23、24均包含一基本電阻 R及一稽納二極體ZD〔 Zener Diode〕。該第一、第二、第
丄…J JZZ _ 99 年8 月 三及第四分壓雷跋91、οι Λ ~~~-- :刀坚包路21、22、23、24另分別具有一第一倍率 電阻R1、一第二供率雷阳 借早電阻汉2、一第三倍率電阻R3及一黛 四倍率電阻R4。哕筮一 ^ 米 该第、弟二、第三及第四分壓電路21 23、24個別的基本電阻及及稽納二極體zd係相互 並聯。 β再參照第2圖所示，本發雜佳實關之類比多工 裔3具有數個輪入端X0、HX3、-輸出端〇及二 ，入端A、B。在一時間點，該類比多工器3藉由該 、擇輸入端A、B之信號選擇將其中之一輸入端χ〇、沿 、X2或X3與該輸出端〇相互導通。 明再參照第2及3圖所示’該第一分壓電路21之基 本電阻r與第-倍率電阻幻個別之—端相互串聯，以ς 成—第-串聯接點211 ;同理，該第二、第三及第四分壓 電路22、23、24藉由如上述第—分壓電路21相同的電路 連接組態，以分別形成一第二串聯接點221、一第三串聯 接點231及一第四串聯接點241，且該第一、第二、第二 及第四倍率電阻R卜R2、R3、R4之另—端係共同連接I 同—電力線L，以分別接收該壓縮機丨之反電勢，該基本 電阻R之另一端則共同接地。該第―、第二、第三及^四 串聯接點2U、22卜231 、Mi個別連接至該類:多工器 3之輸入端X0、幻、X2、X3。 。 請再參照第2及3圖所示，該第—分廢電路21之美 本電阻R及第一倍率電阻R1因串聯連接’且瘦由 二 其具有特糾-第—分麻值；_，該第二 —9 — 99年8 修正替換頁 四分壓電路22、23、24之第二、第三及第四倍率電阻幻 ' R3、R4因與個別的基本電阻R串聯，而可設計成特定 的一第二分壓比值、一第三分壓比值及一第四分壓比值。 該第一、第二、第三及第四分壓比值均不同，在較佳的設 計中，該第一、第二、第三及第四分壓比值依序呈一等差 數列增加。 在此，請參照表1所示’本發明較佳實施例將列舉一 關於該分段檢測單元2之設計。經由設計，該第一、第二 、第三及第四分壓比值係分別設計為15、30、45及60。 以下將以該第一、第二、第三及第四分壓比值之設計值進 行詳細說明。 表1分段檢測單元之設計。
第一分壓 第二分壓 第三分壓 第四分壓 — 電路 電路 電路 電路 操作區段 0 〜75V 76-150V 151-225V 226-300V 差支電阻R lkQ lkQ lkQ lkQ 倍率電阻R1 15 kQ 無 無 無 第二倍率電阻R2 無 30 kQ 無 無 蔓三倍率電阻R3 無 無 45 kQ 無 倍率電阻R4 無 無 無 60 kQ
因此，請再參照第2圖、第3圖及表1所示，若該壓 縮機1操作在高轉速時，假設此時該壓縮機1將產生300V 1333322 99年8月3日修正替換頁 ==該一第四分壓電路24將透過分壓在該第四串聯接 @ZD、_ _^的直流輪電壓；同時，若該精納二極 體ZD選擇—具有5¥的逆向偏觀格時，該第一、第二及 第三分壓電路21、22、23受到該稽納二極體ZD的限制， 而亦在該第、第二及第三串聯接點、221、231建立 5V的直輪出電壓。由於該類比多卫器3僅能在一時 間點輸出該第-、第二、第三及第四串聯接點2ii、22i、 23卜241的其中之一直流輸出電壓，因此，必須由該微處 理機5進行選擇較為適當的直流輸出電壓，換言之，該微 處夕機5八有組號輸出端〔未输示〕，其連接至該類 =多工器3之選擇輸入端Α、Β，且該微處理機5具有一 信號輸入端〔未输示〕，其連接該類比多工器3之輸出端 〇’ 一開始該微處理機5送出—預設信號找選擇輸入端A 二B，以將該類比多工器3之其中之一輸入端χ〇、χι、 或Χ3與該輸出端0導通，例如當該預設信號為00時’即 將輸=端Χ0與輪出端0導通，此時將該第-串聯接點211 之直流輸出電壓透麟线式低賴m輸出至該微處 理機5之信號輸入端。 /接著，請再參考第2圖、第3圖及表1所示，由於該 微處理機5選擇將該壓縮機1之反電勢規劃成四個操作區 段〔即 0〜75V、76〜150V、151〜225 及 226〜300V〕，該四 個操作區段之電壓範圍對應於該第一至第四分壓電路21 至24之第一至第四分壓比值，以轉換出適當的直流輪出電 壓’判斷該適當的直流輸出電壓之依據為：由於該第—串 t S1 ——11 — 1333322 99年8月3日修正替換頁 聯接點211之直流輸出電壓係為一週期性的脈波〔即具有 頻率〕，當該壓縮機1之轉速操作在3〇〇v時，其具有· 一特定的頻率，因此該微處理機5可將該特定的頻率與該 規劃的四個操作區段所轉換成的對應頻率進行比對，以便 判所出目則之操作轉速所對應產生的反電勢適合由該第四 分壓電路24進行降壓，並輸入至該微處理機5，藉此該微 處理機5會產生該預設信號03，並送至該類比多工器3之 選擇輸入端A、B，以便該類比多工器3之輸入端χ3與輸 出Ο導通，並將該第四串聯接點241之直流輸出電塵輸 出至該微處理機5，進而使該微處理機5產生正確的換向 控制彳§號，並將該換向控制信號傳送至該驅動電路6，進 而控制該壓縮機1運轉。 同理’請再參考第2圖、第3圖及表1所示，若該壓 縮機1運轉於低速區時，假設此時該壓縮機丨僅將產生 之反電勢，則該第一串聯接點211將該反電勢轉換成4V 的直流輸出電壓，並利用上述微處理機5相同的判斷機制 ’進而導通該類比多工器3之輸入端χ〇與輸出端〇，使 該微處理機5產生正確的換向控制信號。 請再參考第2及3圖所示，本發明之壓縮機1係利用 脈波寬度調變技術進行驅動，使得該反電勢將產生大量的 高頻雜訊’因此本發明在該類比多工器3之輸出端〇及微 處理機5之信號輸入端之間電性連接該主動式低通據波器 4 ’以便滤除該反電勢之高頻雜訊且該主動式低通渡波器: 具有直流輪出電壓振幅不易衰減之優點，同時，由於該主 —12 — 1333322 99年8月3日修正替換頁 動式低通遽波器4係利用一運算放大器〔未输示〕實現， 因此其亦具有較佳的阻抗匹配特性。. 如上所述，相較於習用壓縮機之無感測回授電路僅利 用一具有單一分壓比值之檢測電路91進行大範圍的反電 勢電壓之偵測作業，其具有降低控制精確度之缺點，本發 明將受檢測之反電勢等比例區分成數個操作區段，且該分 段檢測單元2之數個分壓電路21、22、23、24對應於該數 個操作區段，因此可縮小該反電勢的檢測範圍，其確實可 提向控制精確度，進而增加控制該壓縮機丨運轉之穩定性 〇 雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神 和範圍之内，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本 發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附 之申請專利範圍所界定者為準。 ί 13 —13 — 1333322
【圖式簡單說明】 第1圖：習用壓縮機之無感測回授電路之電路示意圖。 第2圖：本發明較佳實施例之壓縮機之無感測回授電路 之電路示意圖。 第3圖：本發明較佳實施例之壓縮機之無感測回授電路 之分段檢測單元電路示意圖。 【主要元件符號說明】 1 壓縮機 21第一分壓電路 23 第三分壓電路 211第一串聯接點 231第三串聯接點 3 類比多工器 5 .微處理機 90壓縮機 92 微處理機 L 電力線 ZD 稽納二極體 R2 第二倍率電阻 R4 第四倍率電阻 XI輸入端 X3輸入端 A 選擇輸入端 Ra 電阻 2 分段檢測單元 22第二分壓電路 24第四分壓電路 221第二串聯接點 241第四串聯接點 4 主動式低通濾波器 6 驅動電路 91檢測電路 93驅動電路 R 基本電阻 R1第一倍率電阻 R3第三倍率電阻 X0輸入端 X2輸入端 〇 輪出端 B 選擇輸入端
Rb 電阻