CN111505370A - 过零检测电路、芯片、智能开关及过零检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种过零检测电路、芯片、智能开关及过零检测方法。其中，所述过零检测电路用于检测流经一交流电线路上的交流电信号的过零相位，包括：检测信号生成电路，用于间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号；检测电路，与所述检测信号生成电路相连，用于基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。本申请利用间隔产生对应交流电信号的检测信号，减少过零检测电路中采样电器件和检测电器件的工作时长，由此减少过零检测电路的内耗。

Description

过零检测电路、芯片、智能开关及过零检测方法

技术领域

本申请涉及电路控制技术领域，特别是涉及一种过零检测电路、芯片、智能开关及过零检测方法。

背景技术

智能家电就是将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制信息；同时，智能家电作为智能家居的组成部分，能够与住宅内其它家电和家居、设施互联组成系统，实现智能家居功能。

目前常见的用于智能家电的遥控装置，如通用遥控器、移动终端等，均采用集成控制信息的方式实现与家电设备的控制，其并不涉及智能家电的安装线路，因此，智能家电具有待机状态，以便及时处理所接收的控制信息。随着智能家电设备种类的增多，一种面板式的智能开关集成了对智能家电和传统家电设备的控制管理，由此弥补了遥控装置无法控制传统家电的缺点，但也产生了新的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种过零检测电路、芯片、智能开关及过零检测方法，用于解决现有技术中过零检测电路内耗过高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种过零检测电路，用于检测流经一交流电线路上的交流电信号的过零相位，包括：检测信号生成电路，用于间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号；检测电路，与所述检测信号生成电路相连，用于基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。

本申请第二方面提供一种芯片，用于检测流经一交流电线路上的交流电信号的过零相位，包括：至少一个第一引脚，用于获取反映交流电信号的电信号；如第一方面所述的过零检测电路中的至少部分电器件。

本申请第三方面提供一种智能开关，用于接入一负载所在交流电线路上，其中所述智能开关包括：开关电路，接入所述交流电线路上并受控导通或断开；如第一方面所述的过零检测电路，用于输出过零检测信号；控制电路，与所述过零检测电路相连，用于基于所述过零检测信号及所接收到的控制信息，至少控制所述开关电路导通或断开。

本申请第四方面提供一种过零检测方法，包括：间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号；基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。

如上所述，本申请的过零检测电路、芯片、智能开关及过零检测方法，具有以下有益效果：利用间隔产生对应交流电信号的检测信号，减少过零检测电路中采样电器件和检测电器件的工作时长，由此减少过零检测电路的内耗。

附图说明

图1显示为本申请过零检测电路在一实施方式中的框架结构示意图。

图2显示为本申请过零检测电路所产生的间隔的检测信号与交流电信号之间波形的对应关系。

图3显示为本申请第一检测信号生成模块在一实施方式中的电路结构示意图。

图4显示为本申请过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图5显示为本申请过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图6显示为交流电在一个工频周期内的波形图以及分路控制信号的波形图。

图7显示为本申请过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图8显示为本申请过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图9显示为本申请过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图10显示为本申请过零检测电路中电源电路在一实施方式中的电路框架示意图。

图11显示为本申请过零检测电路中电源电路在一实施方式中的电路结构示意图。

图12显示为本申请过零检测电路中电源电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图13显示为本申请过零检测电路中电源管理电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图14显示为本申请过零检测电路中电源管理电路在又一实施方式中的电路结构示意图。

图15显示为本申请智能开关在一实施方式中的电路结构示意图。

图16显示为本申请过零检测方法的流程图。

图17显示为所述过零检测电路中的检测电路在一实施方式中的电路结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一预设阈值可以被称作第二预设阈值，并且类似地，第二预设阈值可以被称作第一预设阈值，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一预设阈值和预设阈值均是在描述一个阈值，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个预设阈值。相似的情况还包括第一音量与第二音量。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

为处理多种智能家电以及传统家电，智能开关内部需兼容传统家电的开关式控制电路和智能家电的逻辑控制电路(可对应于下述提及的控制电路)。其中，所述开关式控制电路包括开关电路、和开关电路的控制电路。其中，开关电路举例包括继电器(或功率管等)以及驱动器等。所述开关电路的控制电路举例包括用于调节开关电路导通时长、断开时长和通断频率中至少一种的控制电路等。所述逻辑控制电路是指藉由控制信息中的指示内容对相应电子设备进行控制，以使电子设备按照所指示的内容转换对应的工作状态。其中，所述控制信息中包括但不限于以下至少一种：开/关信息、温度信息、时长信息、定时信息、模式信息、位置信息、亮度信息等可供智能家电识别的指示内容。所述逻辑控制电路包括但不限于处理器、信号收发装置，以及外部电路等。其中，所述处理器举例包括CPU、FPGA、MCU，或者集成有任一示例处理器的芯片等。所述信号收发装置包括但不限于:RF通信模块、WiFi通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块等短距离通信模块，可接入光纤、宽带等广域网的通信模块，以及利用手机卡以接入移动网络的通信模块等。所述外部电路包括但不限于：用于为处理器、信号收发装置等提供工作电源的供电电路，以及其他外围电路等。其中，所述其他外围电路包括但不限于以下至少一种：其他未集成在芯片中且可向芯片提供预设电信号的第一电路，其中，所述第一电路所提供的电信号举例包括采样信号；用以处理芯片所输出的电信号的第二电路，其中，所述第二电路举例将芯片所输出的电信号进行调制、分压、放大、滤波等处理。

在一些集成有逻辑控制电路和开关式控制电路的智能开关中，由于开关式控制电路中的机械开关器件(如继电器)的响应速度较慢，如此易导致负载有可能在交流电峰值区间内产生通电或断电，这种情形对负载来说是不利的，因此需要考虑该种响应时差。目前，在一些方案中有考虑根据过零检测信号而调整控制这类开关器件的响应时刻，以弥补其响应时差。然而，目前的过零检测电路内耗较大，其内耗行为又使得其所在设备的供电电源难于维持在节能模式下。

为此，本申请提供一种过零检测电路。所述过零检测电路用于检测流经一交流电线路上的交流电信号的过零相位以生成过零检测信号，如此智能电器或智能开关可根据所述过零检测信号进行开关控制、计时、复位等操作。

其中，所述交流电线路上可设有负载、或者负载和开关电路。其中，所述负载可为单一负载，或基于串联或并联的连接方式、或串并联组合的连接方式等连接在所述供电回路上。所述开关电路可用于单独控制负载供电，或配置在多个负载所共同接入的交流电线路上，以控制多个负载的供电。

其中，所述负载为一种内部包含电压(或电流)转换电路的负载电路，其中所述转换电路用于将交流电转换成一供电电压(或供电电流)，当所述供电电压(或供电电流)达到工作电压(或工作电流)时所述负载转入工作状态，当所述供电电压(或供电电流)未达到工作电压(或工作电流)时所述负载转出工作状态的电路。所述负载举例包括LED灯、电动窗帘、电源适配器等。所述开关电路举例包括继电器和继电器控制器。以LED灯为所述负载，继电器为用于控制LED灯所在回路导通或者关断为例，当继电器导通时，流经LED灯的电流达到其LED(发光二极管)的工作电流，LED灯亮；当继电器断开时，流经LED灯的电流达不到其LED的工作电流，LED灯灭掉。

所述过零检测电路可直接接入向负载供电的交流电线路上，或藉由整流电路连接到所述交流电线路上。其中，所述整流电路获取一交流电的通电回路中的交流电信号，并对所获取的交流电信号进行整流处理，以输出整流电信号。其中，所述整流电路包括但不限于：全波整流电路或半波整流电路等。

需要说明的是，上述任一示例以及下述提及的交流电线、交流电线路及交流电线路所在通电回路等均应被认为是包含：为接入城市电网所需设置的电线，其包括零线、火线、地线等。例如，LED灯和智能开关接入交流电线可构成一通电回路。

请参阅图1，其显示为所述过零检测电路在一实施方式中的框架结构示意图。所述过零检测电路包括检测信号生成电路11和检测电路12。

所述检测信号生成电路11用于间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号。

其中，所述检测信号的电压或电流用来反映交流电信号在对应相位的电压或电流。例如，所述检测信号的电压或电流可以是交流电信号在对应相位的电压或电流的N分之一，或者是经整流之后的交流电信号在对应相位的电压或电流的N分之一；其中，N大于1。在此，所述检测信号生成电路11所产生的检测信号的电压或电流可至少反映出对应时刻的交流电信号的相位处于过零相位区间内、或处于过零相位区间之外。

为减少过零检测电路的内耗，所述检测信号生成电路11间隔地产生所述检测信号。其中，所述间隔地产生检测信号是指所述检测信号并非实时的与交流电信号保持一致，请参阅图2，其显示为所产生的间隔的检测信号与交流电信号之间波形的对应关系，在产生检测信号(或称为检测信号有效)期间T1，所述检测信号的波形基本反映交流电信号或者经整流后的交流电信号的波形，在未产生检测信号(或称为检测信号无效)期间T2，所述检测信号的波形与交流电信号或者经整流后的交流电信号的波形无关。

在一些实施方式中，所述检测信号生成电路包括：第一检测信号生成模块，其用于在交流电的一个工频周期内通过间隔采集操作产生用于反映交流电信号的第一检测信号，其中所述第一检测信号为一种所述检测信号。

在此，所述第一检测信号生成模块通过间隔地采样交流电信号或经整流处理的交流电信号，来减少在至少过零相位区间之外产生检测信号的机会。其中，所述工频周期为交流电的固有周期。在一个工频周期内间隔采集交流电信号或经整流处理的交流电信号可获得能够反映在一个工频周期内的交流电信号在不同相位区间的采样信号，所述第一检测信号生成模块根据所得到的采样信号输出第一检测信号。

在一些示例中，所述第一检测信号生成模块可通过整流电路连接所检测的交流电线路，所述第一检测信号生成模块以小于交流电的一个工频周期的时间间隔采集整流电信号，并将所采集的整流电信号作为第一检测信号予以输出。其中，所述整流电路包括全波整流电路或半波整流电路。

在又一些示例中，所述第一检测信号生成模块可直接连接所检测的交流电线路，所述第一检测信号生成模块以小于交流电的一个工频周期的时间间隔采集交流电信号，并将所采集的交流电信号进行整流后作为第一检测信号予以输出。

在一些具体示例中，所述第一检测信号生成模块包括采样子模块和控制子模块。

其中，所述采样子模块至少包括一开关M2，所述开关M2设置在执行采集操作的线路上，例如，所述开关M2设置在接入交流电线路的采样线路上。又如，所述开关M2设置在接入整流电路的采样线路上。当所述开关M2导通时，所述采样子模块执行采集操作；反之，所述采样子模块停止执行采集操作。由此可见，执行采集操作可视为所述采样子模块能够藉由所采集的采样信号产生第一检测信号的执行过程；停止执行采集操作可视为所述采样子模块无法获得采样信号的执行过程。所述采样子模块在交流电的一个工频周期内执行间隔采集操作的过程是指在一个工频周期内所述开关M2执行至少一组通断操作。其中，所述一组通断操作可仅发生在交流电信号的相位在过零相位区间内，或仅发生在交流电信号的相位在过零相位区间之外，再或者发生在交流电信号的相位由过零相位区间之外进入过零相位区间内的期间，再或者发生在交流电信号的相位由过零相位区间内进入过零相位区间之外的期间。

请参阅图3，其显示为第一检测信号生成模块在一实施方式中的电路结构示意图，所述采样子模块411中开关M2导通或断开受控制子模块412控制。

其中，所述采样子模块411包括整流桥RB3、开关M2和采样电阻HV_Resistor。其中，所述整流桥接入所述交流电线路上，并连接所述开关M2和采样电阻HV_Resistor。当所述开关M2导通期间内所述采样电阻HV_Resistor采集整流桥RB3所输出的整流电信号并输出第一检测信号；当开关M2断开时，所述采样电阻HV_Resistor无法采集整流电信号并无法输出第一检测信号，由此实现间隔地输出第一检测信号的目的。其中，开关M2可为一种N极型功率管。事实上，本领域技术人员应该易于理解，所述开关M2可根据实际电路设计需要而被P型功率管、三极管等所替换。

以采样子模块包括整流桥RB3、开关M2和采样电阻HV_Resistor为例，所述控制子模块412控制开关M2导通或断开。为此，所述控制子模块412连接开关M2的控制端，用于通过检测所述第一检测信号或过零检测信号输出一采样控制信号，以控制所述开关M2导通或断开。在此，为确保采样子模块411能够采集到落入过零相位区间的采样信号，所述控制子模块412通过检测所述第一检测信号的电压控制开关M2导通或断开的时长，其中，所述控制子模块412藉由与所述开关M2的控制端的电连接而输出用于表示控制开关M2导通或断开时长的采样控制信号。例如，所述控制子模块412预设一参考电压区间，其覆盖所述过零相位区间所对应的过零电压区间。例如，参考电压区间的电压上限V1大于等于过零电压区间的电压上限V2，以及参考电压区间的电压下限V1’小于等于过零电压区间的电压下限V2’。又如，参考电压区间的电压上限V1大于等于过零电压区间的电压上限V2，以及参考电压区间的电压下限V1’落入过零电压区间。再如，参考电压区间等于过零电压区间。

在一些具体示例中，所述控制子模块412先按照预设时间间隔控制开关M2间隔导通，并在开关M2导通期间检测第一检测信号的电压，当所述第一检测信号的电压落入所述参考电压区间时，所述控制子模块412持续输出采样控制信号以使采样子模块411中的开关M2始终导通，直至零检测到所述第一检测信号的电压超出所述参考电压区间时，控制所述开关M2断开，并按照所述预设时间间隔控制开关M2间隔导通。其中，所述预设时间间隔可为根据实际应用需求而设置的固定值，或者可基于检测过零检测信号的时间间隔而设置。

例如，所述控制子模块412包括一信号发生器、比较器和选通器等，其中，比较器将所述第一检测信号的电压v与所述参考电压区间的电压上限V1进行比较，当第一检测信号的电压v大于等于电压上限V1时，选通器基于比较器所输出的比较结果选择将信号发生器和所述开关M2的控制端连通，以使开关M2受控于所述信号发生器所输出的采样控制信号(如一方波信号)，并按预设通断周期进行导通及断开；当第一检测信号的电压v小于电压上限V1时，选通器基于比较器所输出的比较结果选择将所述开关的控制端连接至一恒压端，以使开关的控制端受恒压端所提供的恒压信号始终导通，换言之，所述控制子模块输出在所述参考电压区间内始终有效的采样控制信号。其中，根据实际电路设计中所述开关的类型，所述恒压端可以是电压地端或一参考电压源的输出端。

在又一些具体示例中，所述控制子模块412先按照预设时间间隔控制开关M2间隔导通，并在开关M2导通期间检测第一检测信号的电压，当所述第一检测信号的电压落入所述参考电压区间时，调整所述采样控制信号的占空比和频率中的至少一种，以确保采样子模块411所间隔地输出的第一检测信号的电压落入过零电压区间内。例如，所述控制子模块412包括一可调信号发生器和比较器等，其中，比较器将所述第一检测信号的电压v与电压上限V1进行比较，当第一检测信号的电压v小于等于电压上限V1时，基于比较器所输出的比较结果，可调信号发生器向所述开关的控制端输出具有第一占空比的采样控制信号，以使开关M2受控于所述信号发生器所输出的方波控制信号，并按照所述方波控制信号的周期进行导通及断开；当第一检测信号的电压v大于电压上限V1时，基于比较器所输出的比较结果，所述可调信号发生器将所述采样控制信号的占空比调整为第二占空比，并输出至所述开关的控制端；其中，所述第二占空比小于第一占空比。

在再一些具体示例中，所述控制子模块通过检测过零检测信号输出所述采样控制信号。在此，所述控制子模块当检测到所述过零检测信号有效时，输出用以控制所述开关断开的采样控制信号，并启动一采样间隔计时；当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，所述控制子模块调整所述采样控制信号，以控制所述开关导通。

其中，所述采样间隔阈值可以是小于半个工频周期的固定值，或者根据多次获取的过零检测信号的时间间隔而设置的。例如，所述控制子模块包含存储介质、计时器、加法器、减法器、MCU等，其中，存储介质包括锁存器、或闪存等。控制子模块计时产生过零检测信号的时间间隔，并将其存储在存储介质中，通过计算多次计时的时间间隔的平均值，以确定采样间隔阈值的最大值。由此，所述控制子模块可选用此平均值作为采样间隔阈值，或对此平均值进行缩减以得到采样间隔阈值等。

基于上述任一示例所确定的采样间隔阈值，所述控制子模块调整分路控制信号以控制开关M2导通及断开。在控制开关M2导通期间，采样子模块产生第一检测信号并输出至检测电路。

上述第一检测信号生成模块可用于对设有开关电路和负载的交流电线路。其中，所述开关电路和负载均已在前述提及，当开关电路导通时，交流电向负载供电，以使负载工作；当开关电路断开时，交流电无法提供负载工作所需的能量，负载不工作。当开关电路断开期间，所述过零检测电路提供一通电回路，以在维持负载不工作的情况下，为小电流的交流电提供通电回路，借助此通电回路，所述第一检测信号生成模块间隔地采集交流电信号或经整流后的交流电信号，以产生第一检测信号。在此，所述通电回路可藉由接入交流电线路的大阻值的阻性器件和电压地构成，或者藉由接入交流电线路的电源电路构成。其中，所述电源电路将在后续详细介绍。

在另一些实施方式中，所述检测信号生成电路藉由设置在交流电线路上的选择电路获取交流电信号或者经整流处理的交流电信号。为此，请参阅图4，其显示为过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图。其中，所述过零检测电路还包括所述选择电路21，其用于选择将所述交流电线路接入第一线路或第二线路，以分别构成相应的通电回路；所述检测信号生成电路包括第二检测信号生成模块421，用于当所述选择电路21选择第二线路时，产生反映流经所述第二线路的交流电信号的第二检测信号，并将其作为所述检测信号予以输出。

其中，所述选择电路21在预设的交流电的参考相位区间内使所在交流电线路接入第二线路，以及在所述参考相位区间之外使负载连接第一线路。其中，所述参考相位区间可根据实际电路设计而定。例如，为确保设置在交流电线路上的负载正常工作，所述参考相位区间被选择为负载工作电压区间之外的电压区间所对应的相位区间，其可与过零相位区间一致，或覆盖过零相位区间。以LED灯为负载为例，所述参考相位区间被选择为覆盖过零相位区间的相位区间。

在一些示例中，所述选择电路21包括开关单元M1，其中所述开关单元M1设置在所述交流电线路上。其中所述交流电线路上还设有负载。

其中，所述开关单元M1用于基于所接收的分路控制信号受控导通或断开，以至少立即响应使负载从接入第二线路切换至接入第一线路的切换操作。在此，所述开关单元M1基于所接收的分路控制信号受控断开，以使负载立即或延迟接入第二线路，以及基于所述分路控制信号受控导通，以使负载立即接入第一线路。其中，在一些示例中，所述选择电路内部还设有通断控制器件，其通过检测交流电的相位而产生分路控制信号，并输出至开关单元M1。在另一些示例中，所述分路控制信号由检测信号生成电路输出至开关单元。所述开关单元M1包含功率管，其中，所述功率管的控制端用于接收分路控制信号，所述分路控制信号为电压信号，当分路控制信号表示使开关单元M1导通时，所述功率管导通，使得负载及所在交流电线路经由第一线路连接零线，则负载及所在交流电线路接入交流电的火线和零线之间；当分路控制信号表示使开关单元M1断开时，所述功率管断开，使得负载及所在交流电线路经由第二线路连接所述过零检测电路中的电压地，则负载及所在交流电线路接入火线和该电压地之间。

为使交流电的有功功率的使用效率最大化，所述选择电路的结构与本申请中所提及的过零检测电路及其外围电路、负载等相关。其中，所述外围电路包括但不限于整流电路，所述第二检测信号生成模块通过整流电路连接交流电线路，其中，以整流电路为全波整流电路为例，当交流电的相位落入参考相位区间内时，所述选择电路基于分时控制信号立即选择第二线路，以及当交流电的相位超出所述参考相位区间内超出时，所述选择电路基于分时控制信号立即选择第一线路。

根据整流电路及过零检测电路的实际电路结构，请参阅图5，其显示为所述过零检测电路在又一实施方式中的电路结构示意图，所述选择电路21还包括：相位限制单元。例如，所述整流电路为半波整流电路，所述相位限制单元强制在工频周期的负半周期内的交流电信号是流经所述第一线路的。

在此，所述相位限制单元可由单独电器件构成，或藉由开关单元M1中半导体器件中寄生二极管提供。在一些示例中，所述相位限制单元为单独电器件并与所述开关单元并联，用于当所述开关单元断开时，根据当前交流电的相位，延迟或立即执行使负载从接入第一线路切换至接入第二线路的切换操作。所述相位限制单元包括二极管D1，其并联所述开关单元M1，且阴极接入火线、阳极接入零线。

以在一个交流电工频周期内选择电路的切换操作为例，当开关单元M1导通时，藉由开关单元M1的导通连接，负载接入交流电的火线与零线之间，且所述二极管D1被短路，换言之，选择电路21连通第一线路；当开关单元M1断开，且所述二极管D1导通时，负载仍接入交流电的火线与零线之间，换言之，选择电路21维持在第一线路；当开关单元M1导通，且所述二极管D1断开时，随着交流电相位的变化，位于第二线路的整流电路两端的电压差大于其导通电压，所述选择电路从所述第一线路向第二线路切换。

由上述示例可知，若开关单元断开时刻交流电的相位落入工频周期的负半周(-180-0度)，则选择电路延迟至当交流电相位进入工频周期的正半周(0-180度)时切换至第二线路，以及当交流电电压达到整流电路中整流桥的导通电压时，所述第二线路导通。若开关单元断开时刻交流电的相位落入工频周期的正半周(0-180度)，则选择电路立即切换至第二线路，以及当交流电电压达到整流电路中整流桥的导通电压时，所述第二线路导通。

需要说明的是，根据整流电路、选择电路等电器件的选择，如对二极管、功率管等半导体器件的工作电压的选择，选择电路在第一线路和第二线路之间切换时，受相应半导体器件的工作电压限制，可能导致相应线路瞬时未导通等情况，例如，对应于相位为0、-180、180度，以及处于上述各相位附近的交流电信号的电压无法达到二极管的工作电压的情况，应视为选择电路已选择第一线路或第二线路，仅在相应瞬时处于相应线路的未导通暂时状态。但这并不影响本申请中所提及的通过分时共享交流电，来实现使得过零检测电路通过间隔检测而输出过零检测信号的技术思想。类似地，选择电路在第一线路和第二线路之间切换时，受相应半导体器件的工作电压限制、寄生电容充放电等影响，可能导致实际电路中的第一线路和第二线路的切换操作与上述示例在一瞬时情况不能完全一致，例如出现第一线路和第二线路均导通、均断开等暂态情况，这也不应影响本申请中所提及的通过分时共享交流电，来实现实现使得过零检测电路通过间隔检测而输出过零检测信号的技术思想。后续将不再重述。

基于上述选择电路的切换操作，所述检测信号生成电路通过在一个工频周期内控制选择电路在第一线路和第二线路之间切换，由此，检测信号生成电路可在第二线路获取反映交流电信号的电信号。该电信号可以为交流电信号或经整流处理的交流电信号。为此，所述检测信号生成电路包括第二检测信号生成模块，其用于当所述选择电路选择第二线路时，产生反映流经所述第二线路的交流电信号的第二检测信号，并将其作为所述检测信号予以输出。

在一些示例中，所述第二检测信号生成模块直接采样第二线路上的交流电信号以获得第二采样信号。在另一些示例中，所述第二检测信号生成模块采样设置于第二线路的整流电路所输出的经整流的交流电信号。具体地，所述第二检测信号生成模块包含连接在该整流电路的输出端和电压地之间的第一分压电阻R21和R22；其中R22接地。其中，设置于所述第二线路的整流电路所输出的整流电信号称为第二整流电信号。所述第二检测信号生成模块还可以包含与分压电阻R22并联的第二分压电阻R23和R24。其中，第二检测信号生成模块所输出的第二检测信号一方面直接输出至检测电路，另一方面直接或经放大或经再次分压后输出至所述检测信号生成电路中的分路控制模块。其中，所述第二检测生成模块输出至分路控制模块的电信号可称为第二采样信号。用于为分路控制模块提供第二采样信号的电器件(组)还可成为第二采样电路。其中，所述第二采样电路可设置在第二线路上，如设置在第二线路上且接入交流电线路的位置；又如，设置在第二线路上的整流电路的输出端的位置。根据实际电路设计需要，所述第二采样电路和第二检测信号生成模块可具有共用的电器件，如共用的分压电阻等。

在一些具体示例中，所述选择电路所接收的分时控制信号由所述过零检测电路提供。仍如图5所示，所述过零检测电路还包括第二采样电路25，以及所述检测信号生成电路还包括分路控制模块233。

其中，所述第二采样电路25用于采样反映流经第二线路的交流电信号以生成第二采样信号。在一些示例中，所述第二采样电路直接采样第二线路上的交流电信号以获得第二采样信号。在另一些示例中，所述第二采样电路采样设置于第二线路的整流电路所输出的经整流的交流电信号。具体地，所述第二采样电路包含连接在该整流电路的输出端和电压地之间的第一分压电阻R21和R22；其中R22接地。其中，设置于所述第二线路的整流电路所输出的整流电信号称为第二整流电信号。所述第二采样电路还可以包含与分压电阻R22并联的第二分压电阻R23和R24。所述第二采样电路可全部或部分集成在所述电源管理电路所在芯片中。例如，所述第二采样电路中的第一分压电阻R21和R22通过芯片引脚FB2外接于整流电路和芯片之间，并向芯片FB2引脚提供所述第二整流电信号的第一分压信号，所述第二采样电路中的第二分压电阻R23和R24集成在芯片中，并通过引脚FB2将第一分压信号进行再次分压得到第二采样信号并提供给芯片内部的分路控制模块。

所述分路控制模块通过检测所述第二采样信号，向所述选择电路输出分路控制信号，以控制所述选择电路在所述第一线路和第二线路之间切换。

例如，如图5所示，所述选择电路21默认接入第二线路，且整流电路输出全波整流电信号，当所述分路控制模块233检测到第二采样信号的电压超出预设电压区间时，输出分路控制信号以控制选择电路从第二线路切换至第一线路，并启动一计时；当该计时达到一计时阈值时，所述分路控制模块233调整所述分路控制信号以控制选择电路21从第一线路切换至第二线路。其中，所述计时阈值与工频周期相关。例如，所述计时阈值t为小于一个工频周期的固定值，或根据所述选择电路在至少一个切换周期内选择第一线路的时长而设置的；其中，所述切换周期小于交流电的工频周期。在一些示例中，所述切换周期小于交流电的工频周期的一半，以确保检测到在一个工频周期中交流电信号的每个过零相位。例如，请参阅图6，其显示为交流电在一个工频周期内的波形图以及分路控制信号的波形图，其中，当所述分路控制模块233检测到第二采样信号的电压超出预设电压区间时，即在图6所示的TT1时刻，输出分路控制信号以控制选择电路从第二线路切换至第一线路，并启动一计时；在所述计时达到计时阈值t后，即TT2时刻，所述分路控制模块233调整所述分路控制信号以控制选择电路21从第一线路切换至第二线路；从TT2时刻开始，分路控制模块233检测第二采样信号的电压，同时第二检测信号生成模块产生第二检测信号；直至TT3时刻，分路控制模块233再次检测到第二采样信号的电压超出预设电压区间，并调整分路控制信号以控制选择电路从第二线路切换至第一线路；如此重复所述过零检测电路可输出对应交流电信号的每个过零相位的过零检测信号。

结合图5中所示的选择电路并以在一个交流电的工频周期内选择电路执行一个切换周期为例来描述分路控制模块233对选择电路的控制过程，所述选择电路21默认接入第二线路，且整流电路输出半波整流信号，当所述分路控制模块233检测到第二采样信号的电压未落入参考电压区间时，输出分路控制信号以控制开关单元M1导通，即选择电路21从第二线路切换至第一线路；以及在一段延时后，所述分路控制模块233调整所述分路控制信号，以令开关单元M1断开，在开关单元M1断开时刻，所述分路控制模块233检测到第二采样信号的电压落入参考电压区间，则维持当前的分路控制信号；与此同时，第二检测信号生成模块产生第二检测信号；直到所述分路控制模块233检测到第二采样信号的电压再次超出参考电压区间，调整分路控制信号以控制开关单元M1再次导通，即选择电路21再次从第二线路切换至第一线路。

请参阅图7，其显示为过零检测电路在又一实施方式中的电路示意图。所述分路控制模块包括比较子电路和控制子电路。其中，所述比较子电路用于将所述第二采样信号的电压与所述参考电压区间进行比较，并产生对应的比较结果。其中，所述电压区间可以包含电压上下门限，或者仅包含电压上门限(或电压下门限)。所述参考电压区间的下电压门限为零电压或接近零电压的电压值，上电压门限为一参考电压Vref3。所述比较子电路当检测到第二采样信号的电压高于Vref3时，所输出的检测信号(如高电平)表示整流电信号的电压超出过零电压区间之外；当检测到第二采样信号的电压低于等于Vref3时，所输出的检测信号(如低电平)表示第二采样信号的电压在该过零电压区间之内。

所述控制子电路与所述比较子电路相连，用于基于所述比较结果输出所述分路控制信号以控制所述选择电路从所述第二线路切换至第一线路，即使所述开关电路接入第一线路或第二线路。其中，所述控制子电路包括逻辑器件(组)，其基于所接收的检测信号而设定的控制逻辑输出分路控制信号。其中，所述逻辑器件(组)包括但不限于：逻辑门、触发器等。例如，当所述控制子电路接收到高电平信号，按照预设的控制逻辑，输出使选择电路从第二线路切换至第一线路的分路控制信号。以选择电路中开关单元M1包含N型功率管为例，所述控制子电路通过引脚GATE所输出的分路控制信号为高电平信号时，表示令N型功率管断开，则选择电路从第二线路切换至第一线路。

所述控制子电路还包括计时器，所述计时器受比较子电路所输出的第二检测信号控制，当所述第二检测信号的电压超出参考相位区间所对应的电压区间，则启动计时器，并当所计时长达到一计时阈值时输出超时检测信号，所述控制子电路中的逻辑器件(组)基于所述比较子电路所输出的第二检测信号和超时检测信号的控制逻辑，将所述分路控制信号进行调整，以使所述选择电路从所述第一线路切换至第二线路。结合如图7所示的示例以及开关单元M1包含N型功率管，当所述分路控制信号由高电平转为低电平时，N型功率管导通，则选择电路在交流电正半周期间从第一线路切换至第二线路。所述计时阈值是固定时间阈值，或者是根据所述选择电路在至少一个切换周期内选择第一线路的时长而设置的；其中，所述切换周期小于交流电的工频周期。在此，所述切换周期是指选择电路经历一次从第一线路切换至第二线路，以及从第二线路切换至第一线路所经历的时长。所述切换周期小于交流电的工频周期，在一些示例中，所述切换周期小于交流电工频周期的一半，以确保可检测到在一个工频周期中所经历的两次过零相位。

在又一示例中，为提高计时器计时的准确性，所述控制子电路中还包括计时器控制器，用于监测从开关单元M1导通直至选择电路切换至第二线路所需时长t’，并予以保存，基于所监测的至少一个时长t’调整所述计时阈值。其中，所述计时器控制器至少包括：锁存器及逻辑器件(组)、计时器的复位器等。其中，所述逻辑器件(组)包括但不限于以下至少一种或组合：比较器、门器件、放大器、加法器、减法器等。例如，将使开关单元M1导通的分路控制信号作为一触发信号，计时器开始计时，直到监测到整流电路的导通时刻，结束计时并将计时器当前计时t’存入锁存器，作为下一周期的计时基准阈值。又例如，检测在多个切换周期内计时器的计时时长(即开关单元M1导通时刻与整流电路的导通时刻之间的时间间隔)，并根据多次检测的计时时长作为当前切换周期的计时基准阈值。

在另一些示例中，为防止选择电路切换至第二线路时，所述过零检测电路所接收的整流电信号的电压过大，易于对过零检测电路内的器件造成损坏，因此，所述过零检测电路还包括第一保护模块，用于检测反映流经所述第二线路的交流电信号的电信号电压，并当所述检测的电压高于预设保护电压阈值时，控制所述选择电路从第二线路切换至第一线路。其中，所述反映经所述第二线路的交流电信号的电信号可以是第二采样信号、第二检测信号中的任一种。

请参阅图8，其显示为过零检测电路在又一实施方式中的结构示意图。所述第一保护模块234与分路控制模块233并联，并检测第二采样信号的电压。在此，所述第一保护模块234可直接比较第二采样信号的电压与预设保护电压阈值，或者将第二采样信号进行分压或放大处理后与保护电压阈值进行比较。当所述第二采样信号的电压高于预设保护电压阈值时，控制所述选择电路从第二线路切换至第一线路。其中，所述保护电压阈值高于等于前述参考相位区间所对应的电压区间的电压上限。

例如，所述第一保护模块包括比较器A5和受控开关M5；其中，所述受控开关M5连接在选择电路的控制端与一预设电压之间，比较器A5的一输入端接收第二采样信号、另一输入端接收保护电压阈值，比较器A5的输出端连接受控开关M5的控制端。当比较器A5检测到第二采样信号的电压高于保护电压阈值时，控制受控开关M5导通，所述选择电路的控制端的电压被强制设置为所述预设电压，由此，选择电路被强制选择切换至第一线路，即至少由交流电线路、负载与城市电网所构成的通电回路，与此同时或略有延迟地，分路控制模块也输出使选择电路切换至第一线路的分路控制信号并在延时时长内维持所述分路控制信号；当比较器A5检测到第二采样信号的电压不高于保护电压阈值时，控制受控开关M5断开，所述选择电路的控制端的电压由分路控制模块所输出的分路控制信号决定，由此，选择电路根据分路控制模块的控制在第一线路和第二线路之间切换。

上述第二检测信号生成模块可用于对设有开关电路和负载的交流电线路。其中，所述开关电路和负载均已在前述提及。当开关电路导通时，交流电向负载供电以使负载工作；当开关电路断开时，交流电无法提供负载工作所需的能量，负载不工作。在此，所述第二检测信号生成模块用于当开关电路导通期间，藉由选择电路的选择操作获取经切相的交流电信号，而产生第二检测信号。即，所述第二检测信号生成模块通过直接采集经切相的交流电信号或采集经切相的并整流后的交流电信号，以产生第二检测信号。

所述过零检测电路还包括检测电路，其与所述检测信号生成电路相连，用于基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。

在此，所述检测电路根据检测信号生成电路所输出的检测信号的电压或电流预设对应过零相位区间的过零电压区间或过零电流区间，并利用由包含逻辑器件(组)所构成检测逻辑，对检测信号进行检测，根据检测结果输出表示当前交流电过零相位的过零检测信号。

在一些示例中，所述检测电路包括过零检测模块，用于基于所述过零相位区间所对应的过零电压区间，检测所接收的检测信号的电压，并基于检测结果输出所述过零检测信号。例如，所述过零检测模块包括比较器，该比较器将所述检测信号的电压v与过零电压区间的电压上限V2进行比较，当检测信号的电压v小于等于电压上限V2时，所输出的过零检测信号表示当前交流电的相位在过零相位区间内，反之所输出的过零检测信号表示当前交流电的相位不在所述过零相位区间内。在此，所述过零检测信号电平信号，按照实际过零检测模块的电路设计，利用高低电平所构成的脉宽信号来描述所述过零检测信号，其用于表示过零相位区间的有效脉宽的时长可以很小。在一些示例中，所述过零检测信号的有效脉宽的时长是基于检测信号落入过零电压区间所持续的时长而确定的。例如，所述第一检测信号在参考电压区间内持续输出，则过零检测模块基于过零电压区间检测所述第一检测信号而得到过零检测信号；其中，所述过零检测信号的有效脉宽的时长小于等于所述检测信号落入过零电压区间所持续的时长。在又一些示例中，所述过零检测信号的有效脉宽的时长是基于分路控制模块、或第一检测信号生成模块中控制子模块的操作时长而确定。例如，分路控制模块在接收到有效的过零检测信号时，控制选择电路中的开关单元导通，当开关单元导通时，选择电路选择切换至第一线路，如此，由于第二线路中无交流电信号流入，使得所述过零检测信号从有效转为无效，由此可见所述过零检测信号的有效脉宽的时长与分路控制模块和开关单元的响应时长相关。根据上述各示例的描述，所述过零检测信号可以为具有较长有效脉宽时长的方波信号或具有较短有效脉宽时长的脉冲信号。

在此，所述过零检测模块可仅检测第一检测信号，或仅检测第二检测信号。为兼顾在开关电路断开或导通期间所对应输出的第一检测信号或第二检测信号，所述检测电路可对应第一检测信号和第二检测信号设置单独的过零检测模块，即第一过零检测模块和第二过零检测模块。其中，所述第一过零检测模块和第二过零检测模块的电路结构和工作过程可如上述过零检测模块所示，在此不再重述。

所述检测电路还包括：与所述第一过零检测模块和第二过零检测模块的输出端均相连的逻辑模块。

为防止所述过零检测电路中其他逻辑器件受电压扰动而产生关于过零检测信号的误操作，在一些示例中，请参阅图9，其显示为一种过零检测电路的电路结构示意图，所述过零检测电路中的逻辑模块566用于基于第一过零检测模块562和第二过零检测模块564各自输出的第一过零检测信号和第二过零检测信号进行逻辑处理，并输出所述过零检测信号。其中，所述逻辑模块举例包括异或逻辑器件(组)等，以便仅当第一过零检测模块或第二过零检测模块输出用于表示当前交流电处于过零相位区间的第一过零检测信号或第二过零检测信号时，才输出所述过零检测信号。

在基于本申请所提供的技术方案的启示下而设计的过零检测电路中，其输出的过零检测信号的有效时长可以很短，短至处于节能状态、或待机状态、或休眠状态等的控制电路可能会遗漏响应，其中，所述控制电路举例为包含CPU的电路，包含使能控制器的电路等。为此，本申请的检测电路还包括过零检测信号输出模块，其用于对所述过零检测模块或逻辑模块所输出的过零检测信号进行放大处理。在此，所述放大处理包括基于电压幅值的放大处理，和/或基于有效时长的放大处理。在一些示例中，所述过零检测信号输出模块包含放大器，所述放大器将所述过零检测信号的电压幅值进行放大，以便匹配唤醒后续的控制电路的电压需要。

在又一些示例中，所述过零检测信号输出模块将所述过零检测信号的有效时长进行延长处理。在此，所述过零检测信号输出模块将所述过零检测模块所提供的具有效脉宽的过零检测信号转换为具有预设时长的过零检测信号；其中，所述有效脉宽的时长小于所述预设时长。

所述过零检测信号输出模块包含时长延长器件(组)，甚至还可以包含所述时长延长器件(组)的触发/复位器件(组)等。其中，时长延长器件(组)举例包括单稳态触发器(又称one-shot)等。所述时长延长器件(组)的触发/复位器件(组)举例包括计时器、触发器等。其中，触发/复位器件(组)基于所述过零检测模块所提供的过零检测信号输出一触发信号，以及基于所述过零检测模块所提供的过零检测信号启动一复位计时，并在复位计时超时时输出一复位信号。所述时长延长器件(组)基于所述触发信号输出过零检测信号，并基于所述复位信号进行复位。其中，所述时长延长器件(组)基于预设时长输出所述过零检测信号以达到延长时长的目的。其中，所述预设时长可以为固定值，或基于所述时长延长器件(组)的触发信号和复位信号之间的时间间隔而定。

以所述过零检测信号输出模块仅接收第一过零检测模块所提供的第一过零检测信号为例，所述触发/复位器件(组)所接收的第一过零检测信号为一脉冲信号，则所述触发/复位器件(组)输出一触发信号，以触发时长延长器件(组)在预设时长内输出有效的过零检测信号；其中所述预设时长大于第一过零检测信号所持续的时长；与此同时，所述触发/复位器件(组)基于所述第一过零检测信号进行复位计时，并在复位计时超时时，输出复位信号，以使时长延长器件(组)复位。其中，所述复位计时的时长大于等于时长延长器件(组)所提供的预设时长，同时需小于工频周期。

以所述过零检测信号输出模块仅接收第二过零检测模块所提供的第二过零检测信号为例，当所述时长延长器件(组)所接收到第二过零检测模块所提供的过零检测信号为一脉冲信号时，所述时长延长器件(组)输出有效脉宽为预设时长的过零检测信号；其中所述预设时长大于所述脉冲信号所持续的时长(即有效脉宽的时长)，且小于工频周期。其中，所述时长延长器件(组)在输出有效脉宽为预设时长的过零检测信号后，自动复位。

以所述过零检测信号输出模块包含前述逻辑模块，对应第一过零检测模块的第一触发/复位器件(组)，对应第二过零检测模块的第二触发/复位器件(组)，以及时长延长器件(组)为例，请参阅图17，其显示为所述过零检测电路中的检测电路在一实施方式中的电路结构示意图，其中，第一过零检测模块的输出端连接第一触发/复位器件(组)，第二过零检测模块的输出端连接第二触发/复位器件(组)，所述逻辑模块的两输入端分别连接第一触发/复位器件(组)和第二触发/复位器件(组)，所述逻辑模块的输出端连接所述时长延长器件(组)；在此，在开关电路断开期间，所述第二过零检测模块不输出第二过零检测信号，对应地，第二触发/复位器件(组)的输出端视为输出第二复位信号，当所述第一过零检测模块输出第一过零检测信号(如一脉冲信号)时，所述第一触发/复位器件(组)输出第一触发信号至所述逻辑模块，并开始第一复位计时，所述逻辑模块根据预设的第一触发信号、第一复位信号、第二触发信号、第二复位信号的控制逻辑，输出对应所述第一触发信号的触发逻辑信号，所述时长延长器件(组)基于该触发逻辑信号输出预设时长的过零检测信号(即有效脉宽为预设时长的过零检测信号)；所述第一触发/复位器件(组)在复位计时超时时，输出第一复位信号，所述逻辑模块根据所述控制逻辑，输出对应所述第一复位信号的复位逻辑信号，则所述时长延长器件(组)复位。在开关电路导通期间，所述第一过零检测模块不输出第一过零检测信号，对应地，第一触发/复位器件(组)的输出端视为输出第一复位信号，当所述第二过零检测模块输出第二过零检测信号(如一脉冲信号)时，所述第二触发/复位器件(组)输出第二触发信号至所述逻辑模块，并开始第二复位计时，所述逻辑模块根据预设的第一触发信号、第一复位信号、第二触发信号、第二复位信号的控制逻辑，输出对应所述第二触发信号的触发逻辑信号，所述时长延长器件(组)基于该触发逻辑信号输出预设时长的过零检测信号(即有效脉宽为预设时长的过零检测信号)；所述第二触发/复位器件(组)在复位计时超时时，输出第二复位信号，所述逻辑模块根据所述控制逻辑，输出对应所述第二复位信号的复位逻辑信号，则所述时长延长器件(组)复位。

在一些应用中，所述过零检测电路还包含电源电路，用于为自身或其他电路提供供电电源。在此，所述电源电路在开关电路导通及断开期间，均提供供电电源。其中，所述供电电源可以是一输出供电信号的端子。

为此，为适配过零检测电路在开关电路断开期间可进行过零检测，所述电源电路藉由整流电路为所述开关电路所接入的交流电线路提供一新的通电回路，该通电回路在开关电路断开期间被使用，以向供电电源提供供电信号。

请参阅图10，其显示为所述电源电路在一实施方式中的电路框架示意图。所述电源电路包括：变压电路61、电源管理电路62。

其中，所述变压电路61与所述整流电路相连，用于藉由所述整流电信号向供电电源提供供电。其中，所述变压电路包含原边输入单元和副边输出单元，所述原边输入单元和副边输出单元分别包括基于互感原理而设置的原边绕组和副边绕组，且所述原边输入单元连接所述整流电路，副边输出单元用于输出供电电源。在此，在开关电路断开期间，所述变压电路利用电感的互感原理将整流电信号转换成供电电源的供电信号。其中，该供电信号的电压是等于或略高于各耗电电器件的工作电压中的最大值。所述耗电电器件包括依据预设工作电压进行运行的器件，其举例包括芯片、功率管等半导体器件，及继电器等。

在此，由于变压电路是在开关电路断开期间作为供电电源使用，并考虑到包含所述电源电路的智能开关在实际安装时具有一定随意性，因此，需要保证所述变压电路具有高效的电能转换效率。其中，该随意性表现在，开关电路和负载接入火线的顺序，例如，开关电路在负载之前接入火线；又如，开关电路在负载之后接入火线。

在负载之后接入火线的装配结构中，开关电路断开期间，为构成电源电路内部的供电回路，需要利用低于负载工作电压的电流与电源电路和电压地构成一通电回路。为防止该通电路回路中的电流过大而导致负载异常工作，所述变压电路的原边输入单元和副边输出单元需最大化地进行能量转换。为此，在一些示例中，所述副边输出单元包括副边绕组和单向导通模块。其中，副边绕组的输出端连接所述单向导通模块，以及所述单向导通模块和副边绕组共地连接，由此使得副边绕组最大化地输出所转换的电能，实现提高变压电路的转换效率的目的。在此，所述单向导通模块用于防止副边绕组所在回路的电流倒灌。在一些示例中，所述单向导通模块包括二极管，可选地还包括电容。请参阅图11，其显示为电源电路在一实施方式中的电路结构示意图，其中，单向导通模块包括二极管D11和电容C11。其中，二极管D11的阴极连接副边绕组的一端，且阳极连接电容C11的一端并构成副边输出单元612的输出端，而所述电容C11的另一端则和副边绕组的另一端共地。由此使得副边绕组最大化地将所感应的能量转换成电能并通过电容C11滤波后向供电电源提供供电。

为了在开关电路断开期间，控制变压电路提供稳定供电，所述电源管理电路至少与所述原边输入单元相连，所述电源管理电路用于在所述开关电路断开期间，获取用于反映所述供电电源所输出的供电信号的第一采样信号，并基于所述第一采样信号控制流经所述原边输入单元中的电流，以便所述副边输出单元所输出的供电稳定。

在此，可以通过分立器件集成在PCB板上以形成所述电源管理电路，或者通过半导体工艺在晶圆上形成电源管理电路并封装成芯片。

在此，为准确反映供电信号的波动情况，所述电源管理电路从副边输出单元所在线路上采集所述第一采样信号。举例地，所述第一采样信号可来直接自于副边输出单元所输出的供电信号，用于直接反映供电电源的供电信号。或者所述第一采样信号来自于基于藉由供电电源所提供的供电而运行的电器件的电源引脚，例如来自于藉由所述供电电源所提供的供电而运行的CPU芯片的电源引脚等，其利用被供电的电器件的标准电源信号来间接反映副边输出单元所提供的供电信号。在此，根据采集所述第一采样信号的采样电路的实际设计，所述第一采样信号可以是一种电压信号或电流信号。例如，利用电流采样器件采集副边输出单元的输出端的电流，以得到一电流信号，即第一采样信号；基于所述第一采样信号控制流经所述原边输入单元中的电流；或者在适当时利用电流转电压器件将所述第一采样信号转换为一电压信号，并利用所述电压信号控制流经所述原边输入单元中的电流。又如，利用电压采样器件采集副边输出单元的输出端的电压，以得到一电压信号，即第一采样信号；基于所述第一采样信号控制流经所述原边输入单元中的电流；或者在适当时利用电压转电流器件将所述第一采样信号转换为一电流信号，并利用所述电流信号控制流经所述原边输入单元中的电流。

在一些示例中，所述电源电路还包括第一采样电路，其连接于所述副边输出单元和电源管理电路之间，所述第一采样电路用于对所述副边输出单元的输出侧进行采样并获得第一采样信号。第一采样电路64包括连接在副边输出单元612和电压地之间的分压电阻R11和R12，并由电阻R11和R12的连接处输出第一采样信号FB1。

在此，所述第一采样电路可单独配置，并与集成电源管理电路的芯片中的芯片引脚相连。例如，第一采样电路外置并连接电源管理电路所在芯片的第一采样引脚与副边输出单元的输出端，所述芯片直接获取经分压处理后的第一采样信号。或者所述第一采样电路与所述电源管理电路集成在一起。例如，所述电源管理电路和第一采样电路集成在一芯片中，则该芯片的第一采样引脚连接副边输出单元的输出端，并利用集成在芯片内部的第一采样电路将第一采样引脚所获取的电信号进行分压处理，得到分压处理后的采样信号为所述第一采样信号。

所述电源管理电路基于该第一采样信号控制流经所述原边输入单元中的电流。在此，在开关电路断开期间，所述电源管理电路为变压电路的控制电路，利用能够反映供电电源的第一采样信号的电压(或电流)对变压电路的原边输入单元所在回路进行电流控制，以改变流经原边输入单元中原边绕组的电流，使得经由互感而转换的副边输出供电电源的供电电压得以维持在一稳定的电压区间内。例如，所述电源管理电路采用基于第一采样信号的电压控制原边输入单元所在回路通断的方式控制流经原边绕组中电流变化。

在一些实施方式中，为确保在开关电路断开期间获得交流电，所述整流电路包含第一整流单元，其接入开关电路的输入端一侧的交流电线路上并向变压电路提供第一整流电信号。所述电源管理电路中包含电源管理电路，其电连接所述原边输入单元，用于在所述开关电路断开期间获取所述第一采样信号，基于所述第一采样信号控制流经所述原边输入单元中的电流。

在此，所述电源管理电路藉由前述提及的任一示例获取第一采样信号，并根据所述第一采样信号的电压(或电流)调整原边绕组中的电流。如图11所示，所述电源管理电路包括：调节模块621和第一控制模块622。其中，所述调节模块621位于原边输入单元611与电压地之间线路上，用于控制所述原边输入单元611与电压地之间线路的通断或电流变化。在一示例中，所述调节模块621包含电阻和受控开关，电阻和受控开关串联且连接在原边绕组和电压地之间。其中受控开关举例为三极管(BJT)、结型场效应晶体管(JFET)、耗尽型(depletion)MOS功率管、晶闸管等中的任一种或组合。在另一示例中，所述调节模块621包含多条连接在所述原边输入单元与电压地之间的选通线路和选通器，其中各选通线路上设有阻值不同的电阻，所述选通器受控切换至不同选通线路，流经原边输入单元内的电流对应变化。其中，所述选通器包括但不限于：开关器件等。例如，所述调节模块包含两条选通线路，其中一条选通线路为导线，另一条选通线路上设有电阻和开关器件；默认开关器件断开，则所述原边输入单元经由导线接地，当开关器件导通时，所述原边输入单元经由电阻接地。

在此，所述第一控制模块与所述调节模块相连，用于基于所述第一采样信号控制所述调节模块。

具体地，所述第一控制模块连接调节模块的控制端，通过检测第一采样信号来控制所述调节模块通断或调节电流。为此，所述第一控制模块包括检测子模块和控制子模块。其中，检测子模块用于通过检测所述第一采样信号的电压，输出一检测信号；以及控制子模块用于基于所述检测信号控制所述调节模块。

其中，在一些示例中，所述检测信号可以是一种用于反映第一采样信号的电压与预设参考电压之间比较结果的逻辑信号。为此，所述检测子模块包括比较子电路，其比较所述第一采样信号的电压与预设参考电压，并基于比较结果输出一检测信号。其中，所述参考电压可为基于供电电源的供电电压而设置的参考电压区间或参考电压值。

其中，比较子电路利用逻辑器件和辅助逻辑器件的模拟器件表示第一采样信号与参考电压之间的检测逻辑，输出对应的检测信号。其中，所述检测信号为一种利用电平信号来表示检测结果的逻辑信号。例如，当第一采样信号的电压高于参考电压Vref时，所述检测信号输出高电平；当第一采样信号的电压低于参考电压Vref时，所述检测信号输出低电平。事实上，按照实际的比较子电路与控制子模块之间逻辑信号的逻辑表达需要，所述比较子电路包括比较器、反相器、触发器、与门、非门等逻辑器件。其中，所述比较器举例为滞回比较器或电压比较器等。所述触发器举例为D触发器等。

需要说明的是，上述利用单一电平信号作为检测信号的方式仅为举例，事实上，所述检测信号可为多个逻辑信号，控制子模块利用多个逻辑信号所表达控制类型选择对应的控制方式以控制调节模块。

在另一些示例中，所述检测信号为一种用于反映第一检测信号的电压与预设参考电压之间电压差的模拟信号或数字信号。为此，所述检测子模块包括差分子电路，用于产生所述第一采样信号的电压与预设参考电压之间电压差的误差信号，并基于所述误差信号输出检测信号。在此，所述差分子电路至少包括误差放大器，所述误差放大器举例包括但不限于：由跨导和滤波电容所构成的误差放大器，包含减法器、积分器、计数器和数模转换器等的误差放大器等。所述差分子电路还可以包含与误差放大器输出端相连的放大器，以将误差电压信号进行放大处理，以便控制子模块进行精细控制。

事实上，根据所接收的检测信号是逻辑信号或者误差信号，控制子模块提供对应的电路结构，以对调节模块的通断频率、导通时长、断开时长中的至少一种进行控制；或者控制所述调节模块调节电流的变化频率。在所述检测信号为逻辑信号的一些示例中，以调整调节模块的通断为例，控制子模块根据所述检测信号所表示的供电电压过高或过低的检测结果，调整内部PWM信号的占空比，以调整对调节模块的导通时长和断开时长的占比，由此调整变压电路所输出的供电电压。在所述检测信号为逻辑信号的另一些示例中，以调整调节模块的通断为例，控制子模块根据所述检测信号所表示的供电电压过高或过低的检测结果，调整调节模块的通断频率，由此调整变压电路所输出的供电电压。例如，控制子模块中包含可调的分频器，依据所接收的检测信号调整分频器以改变控制信号的频率，并基于所改变频率的控制信号控制调节模块的通断频率。在所述检测信号为逻辑信号的又一些示例中，以调整调节模块的电流变化为例，控制子模块根据所述检测信号所表示的供电电压过高或过低的检测结果，调整内部PWM信号的占空比，其中所述PWM信号高电平和低电平所持续的时长各自对应调节模块选择其中一条选通线路和另一条选通线路的时长。通过上述任一示例所提供的调节电流的方案来实现使变压电路所输出的供电电压稳定的目的。

在所述检测信号为误差信号的一些示例中，以调整调节模块的通断为例，所述控制子模块内部包含计时器，计时器利用所述检测信号的电压作为参考电压，并对所述调节模块的导通状态和断开状态所持续的时长中的至少一种进行计时，进而根据对应计时超时时刻所产生的超时信号，控制调节模块在导通状态和断开状态之间切换。其中，所述计时器举例为一种包括电容及其充放电电路的计时电路；或者所述计时器举例为一种包含时钟发生器、计数器和数模转换器的计时电路。在所述检测信号为误差信号的又一些示例中，以调整调节模块的电流变化为例，控制子模块根据所述检测信号所表示的误差电压，调整内部PWM信号的占空比，其中所述PWM信号高电平和低电平所持续的时长各自对应调节模块选择其中一条选通线路和另一条选通线路的时长。通过上述任一示例所提供的调节电流的方案来实现使变压电路所输出的供电电压稳定的目的。

基于上述各示例并以图11为例，所述电源电路中变压电路和电源管理电路的工作过程举例如下：在开关电路断开期间，整流电路将第一整流电信号(对应图示中的整流电信号)输出至变压电路中的原边输入单元611；利用互感原理，变压电路中的原副边绕组进行能量转换，并由变压电路中的副边输出单元612向供电电源提供供电信号(电压为Vout1)，其中，所述第一控制模块622中的检测子模块获取第一采样电路64采样的用于反映供电电源的第一采样信号FB1，并在调节模块621导通时将所述第一采样信号FB1的电压与预设参考电压之间的误差电压为检测信号并输出至控制子模块，所述控制子模块按照检测信号所提供的电压为用于计时的参考电压，令计时器计时调节模块621的导通时长，并在计时超时时控制调节模块621断开及复位计时器；以及在调节模块621断开时，按照预设的固定时长令计时器计时，并在计时超时时控制调节模块621导通及复位计时器。由此实现在开关电路断开期间利用变压电路提供电源电路内部供电的目的。

在另一些实施方式中，所述电源管理电路还获取用于反映所述原边输入单元所在线路中线路电信号的第三采样信号，并基于所述第一采样信号和第三采样信号控制流经所述原边输入单元中的电流。其中，所述第一采样信号反映了副边输出单元当前所提供的供电输出信息，第三采样信号反映了原边输入单元当前所提供的能量输入信息，电源管理电路根据该两采样信号对原边输入单元所在线路中的电流进行控制，可提高供电电源的输出稳定性。其中，所述第三采样信号利用与原边输入单元相连的采集器件(组)采集得到，其可为一电压或电流信号。

在一些示例中，所述电源管理电路基于所述第一采样信号控制所述原边输入单元所在线路导通(或断开)，以及基于所述第三采样信号控制所述原边输入单元所在线路断开(或导通)。在又一些示例中，所述电源管理电路基于所述第一采样信号控制所述原边输入单元所在线路导通，以及基于所述第一采样信号和第三采样信号控制所述原边输入单元所在线路断开。

在一些具体示例中，请参阅图12，其显示为电源管理电路在又一实施方式中的电路结构示意图。其中，所述电源管理电路包括调节模块621和第二控制模块625，所述电源电路还包括第三采样电路66。其中，所述第三采样电路66采集原边输入单元所在线路的电压或电流信号，例如，第三采样电路66包含受控开关和采样电阻，其中受控开关输入端接入调节模块621的输入端，受控开关的输出端通过所述采样电阻接地，受控开关的控制端与调节模块621的控制端相接以同步接收所述第二控制模块625的控制。其中，所述调节模块621与前述图11所示的调节模块621的电路结构和执行过程相同或相似，在此不再详述。所述第二控制模块625基于所述第一采样信号FB1控制所述调节模块621导通，以及基于所述第一采样信号FB1和第三采样信号CS控制所述调节模块621断开。其中，在一些更具体示例中，所述第二控制模块625基于所述第一采样信号控制调节模块621的导通时长，以及基于所述第一采样信号FB1和第三采样信号CS控制所述调节模块621的断开时长。例如，所述第二控制模块625通过调整内部时钟信号的频率来调整执行相应导通或断开控制操作的响应时长，以藉由所述响应时长的变化，调整相应的导通时长和断开时长；以及所述第二控制模块625通过检测原边输入单元和副边输出单元两侧的电信号变化，即通过比较第三采样信号CS和基于第一采样信号而得到的COMP_CS信号之间的电压，确定导通时刻，由此调整了断开时长；以及所述第二控制模块625通过监测副边输出单元所输出的电信号变化，即通过比较第一采样信号FB1的电压与预设参考电压，确定断开时刻，由此调整了导通时长。

在另一些示例中，所述第二控制模块包括导通控制子电路、断开控制子电路和控制逻辑子电路。

其中，所述导通控制子电路用于检测所获取的第一采样信号并得到相应的检测信号，并依据所得到的检测信号的电压输出一时钟信号；其中所述时钟信号的频率与所得到的检测信号电压相关。所述断开控制子电路用于将所述第三采样信号和所述导通控制子电路所输出的检测信号进行比较，并将所得到的比较结果所对应的逻辑信号予以输出。所述控制逻辑子电路用于基于所述时钟信号和所述比较结果所对应的逻辑信号控制所述调节模块导通或者断开。换言之，所述控制逻辑子电路在维持调节模块导通期间，基于所述时钟信号监测用于表示使调节模块断开的第一逻辑信号。所述断开控制子电路将所述第三采样信号和所述导通控制子电路所输出的检测信号进行比较，并将所得到的比较结果所对应的逻辑信号输出至所述控制逻辑子电路。其中，当所述比较结果所对应的逻辑信号表示使调节模块断开的第一逻辑信号时，所述控制逻辑子电路基于所述第一逻辑信号和时钟信号控制调节模块断开；当所述比较结果所对应的逻辑信号不表示所述第一逻辑信号时，所述控制逻辑子电路基于预设的第二逻辑信号和时钟信号控制调节模块导通。

请参阅图13，其显示为电源管理电路在又一实施方式中的电路结构示意图，其中，导通控制子电路、断开控制子电路和控制逻辑子电路。其中，导通控制子电路将所获取的第一采样信号的电压进行低通滤波处理以得到对应第一采样信号的检测信号COMP，并依据所述检测信号COMP的电压输出一时钟信号；其中所述时钟信号的频率与所述检测信号COMP电压相关。以所述时钟信号为所述控制逻辑子电路响应所接收的逻辑信号的时钟基准，所述控制逻辑子电路在维持调节模块导通期间，基于所述时钟信号监测用于表示使调节模块断开的第一逻辑信号。与此同时，所述检测信号COMP还被直接作为COMP_CS输出至断开控制子电路，或被按预设比例处理后转换为COMP_CS输出至断开控制子电路。所述断开控制子电路将所述第三采样信号CS和COMP_CS的比较结果所对应的逻辑信号输出至所述控制逻辑子电路；其中，当所述比较结果所对应的逻辑信号表示使调节模块断开的第一逻辑信号时，所述控制逻辑子电路基于所述第一逻辑信号和时钟信号控制调节模块断开；当所述比较结果所对应的逻辑信号不表示所述第一逻辑信号时，所述控制逻辑子电路基于预设的第二逻辑信号和时钟信号控制调节模块导通。

需要说明的是，上述调节模块的导通和断开操作也可以替换成在多条线路之间的切换操作，其中，各条线路上设有不同阻值的电阻，以实现基于第一逻辑信号和第二逻辑信号使得原边输入单元中所流经的电流发生变化。在此不一一详述。

请参阅图14，其显示为电源管理电路在另一实施方式中的电路结构示意图。所述电源管理电路包括第三保护模块、调节模块和第二控制模块。其中，所述调节模块以通断方式调整原边输入单元所在线路的电流，在此不再详述。

所述第二控制模块控制所述调节模块对应导通和断开。在一些示例中，图14所示的第二控制模块625”可与图13所示的第二控制模块625’相似，二者不同之处在于，图14所示的第二控制模块625”中至少部分电器件基于所述第三保护模块624所产生的保护逻辑信号，在不工作状态和工作状态之间切换。其中，所述不工作状态包括但不限于：至少部分电器件受保护逻辑信号的使能控制而不响应输入信号时所处的状态，或者至少部分电器件受保护逻辑信号的供电控制而无法上电运行时所处的状态。在一些更具体示例中，所述第二控制模块625”中的导通控制子电路、断开控制子电路和控制逻辑子电路中的至少一种包含使能端，并藉由所述使能端接收所述保护逻辑信号，相应的子电路基于所述保护逻辑信号有效或无效而在工作状态或不工作状态之间切换，由此使得在各子电路均处于工作状态期间，所述调节模块受控导通和断开；以及在至少一个子电路处于不工作状态期间，所述调节模块621受控断开。例如，所述导通控制子电路包含使能端并接收保护逻辑信号，受所述保护逻辑信号的控制，当所述导通控制子模块处于工作状态时，所述导通控制子电路输出对应第一采样信号的时钟信号；当所述导通控制子模块处于不工作状态时，所述导通控制子电路无时钟信号输出。又如，所述断开控制子电路包含使能端并接收保护逻辑信号，受所述保护逻辑信号的控制，当所述断开控制子电路处于工作状态时，所述断开控制子电路基于第三采样信号CS和COMP_CS的比较结果输出相应的逻辑信号；当所述断开控制子模块处于不工作状态时，所述断开控制子电路维持输出表示使调节模块断开的第一逻辑信号。再如，所述控制逻辑子电路包含使能端并接收保护逻辑信号，受所述保护逻辑信号的控制，当所述控制逻辑子电路处于工作状态时，所述控制逻辑子电路基于所接收的第一逻辑信号或第二逻辑信号控制调节模块对应断开或导通操作；当所述控制逻辑子模块处于不工作状态时，所述控制逻辑子电路维持使调节模块断开。

所述第三保护模块624用于检测用于反映所述供电电源的供电信号的电信号，并根据检测结果为所述电源管理电路提供电路保护。其中，所述用于反映所述供电电源的供电信号的电信号可以为所述第一采样信号FB1，或者由所述导通控制子电路提供的检测信号COMP。所述第三保护模块624通过检测所述第一采样信号FB1或者检测信号COMP，保护所述电源管理电路中部分电器件以便在该保护期间原边输入单元所在线路断开。在此，所述第三保护模块624通过检测所述第一采样信号FB1或者检测信号COMP的电压或电流，来确定供电电源是否过压和/或过载，并输出对应检测结果的保护逻辑信号。在一些示例中，在所述供电电源处于轻载期间，所述第三保护模块624检测第一采样信号是否高于预设的过压保护阈值，若是，则输出有效的第一保护逻辑信号，使得相应第二控制模块625”中的子电路基于所述有效的第一保护逻辑信号转入不工作状态；所述第三保护模块624根据实时检测所述第一采样信号的检测结果和预设的过压复位逻辑，输出无效的第一保护逻辑信号，由此，第二控制模块625”恢复至工作状态。其中，所述过压复位逻辑举例包括以下至少一种：基于所述检测结果而设置的复位逻辑，基于预设的计时时长而设置的复位逻辑。其中，基于所述检测结果而设置的复位逻辑举例包括持续进行信号检测，一旦检测结果变化则输出无效的第一保护逻辑信号。基于预设的计时时长而设置的复位逻辑举例包括从保护逻辑信号有效时开始计时，当计时达到预设计时门限时，输出无效的第一保护逻辑信号。在又一些示例中，在所述供电电源处于重载期间，所述第三保护模块624检测第一采样信号是否低于预设的过载保护阈值，若是，则输出有效的第二保护逻辑信号，使得相应第二控制模块625”中的子电路基于所述有效的第二保护逻辑信号转入不工作状态；所述第三保护模块624根据实时检测所述第一采样信号的检测结果和预设的过载复位逻辑，输出无效的第二保护逻辑信号，由此，第二控制模块125”恢复至工作状态。其中，所述过载复位逻辑举例包括以下至少一种：基于所述检测结果而设置的复位逻辑，基于预设的计时时长而设置的复位逻辑。其中，基于所述检测结果而设置的复位逻辑举例包括持续进行信号检测，一旦检测结果变化则输出无效的第二保护逻辑信号。基于预设的计时时长而设置的复位逻辑举例包括从保护逻辑信号有效时开始计时，当计时达到预设计时门限时，输出无效的第二保护逻辑信号。

需要说明的是，第三保护模块所设置的保护阈值和检测逻辑应于实际电路结构所获取的信号相关，而非限制在上述各示例中，例如，第三保护模块检测所述检测信号COMP的电压，并当检测到所述检测信号COMP的电压低于预设的过压保护阈值时，确定输出第一保护逻辑信号，由此实现能够使电源管理电路所在芯片处于待机状态和/或有效维护芯片的供电能力等目的。在此不再逐一详述。

在另一些示例中，所述第三保护模块所产生的保护逻辑信号控制调节模块维持断开状态(未予图示)。例如，第三保护模块与调节模块中开关的控制端相连，当第三保护模块输出保护逻辑信号期间，相应开关维持断开状态。

在一些实际电路中，所述电源管理电路表现为芯片形式，按照芯片的集成情况，请参阅图3，其显示为电源电路在一实施方式中的电路结构示意图，所述第一自供电电路65可外接在所述副边输出单元612和所述过零检测电路的电源引脚VCC之间。或者所述第一自供电电路中的至少部分器件集成在所述过零检测电路所在芯片中。例如，所述第一自供电电路中的二极管和/或分压电阻集成在过零检测电路中。又如所述第一自供电电路全部集成在过零检测电路所在芯片中。

为了让芯片在开关电路断开期间能够快速供电，在一些实际电路中，所述电源电路还包括启动供电电路，其用于向电源管理电路提供启动供电。其中，所提供的启动供电包括向电源管理电路中提供参考电压、芯片启动电压等。在一些示例中，所述启动供电电路包括电容和所述电容的充电单元。其中，所述充电单元利用整流电路所提供的整流电信号本身变化的电压产生向电容充电的充电电源，直至电容充电并达到启动电压，以实现芯片启动等目的。

在开关电路导通期间，所述电源电路仍然能够提供内部供电电源。为此，利用过零检测电路中选择电路和第二检测信号生成模块所提供的电路结构，所述电源管理电路还包括：输出模块，其用于基于所接收的第二整流电信号接续提供所述电源供电。在一些示例中，根据整流电路所输出的整流电信号(以下称为第二整流电信号)的电压区间，所述输出模块可直接将第二整流电信号输出至供电电源的输出端。例如，输出模块为导线。在另一些示例中，所述输出模块包含滤波电容、分压电阻中的至少一种，以使所提供的供电信号的电压与供电电源所需的供电电压相匹配。在又一些示例中，所述电源管理电路还包括第二保护模块，用于对所述供电电源提供过流保护。例如，第二保护模块包括设置在整流电路与供电电源的输出端之间的保护电阻、和检测保护电阻两端电压压差的比较器OCP。其中，当所述比较器OCP在检测到保护电阻两端电压压差超出预设保护电压阈值时，确定出现异常，并输出过流保护检测信号，以供一些控制电路对开关电路进行强制性的控制操作。其中，所述第二保护模块还可以由包含晶体管和/或三极管等其他电路构成，在此不再一一举例。

需要说明的是，上述各输出模块的各示例并非互相排斥，可根据实际电路设计结合使用，不仅如此，出于电路优化原则，前述各示例中所提及的电器件可兼顾整流电路、及过零检测电路的相应功能。例如滤波电容与整流电路中的电容共用等。在此，本领域技术人员应从电路器件在电路结构中所产生的作用出发对本申请中各示例所描述的电器件进行理解。

所述电源电路还包括第二自供电电路，用于在所述开关电路导通期间向所述过零检测电路供电。在一些示例中，过零检测电路集成在芯片中，所述第二自供电电路连接在供电电源的输出端和芯片的电源端之间。例如，所述第二自供电电路可为连接在供电电源、过零检测电路的电源端的导线。又如根据电源管理电路实际工作电压，所述第二自供电电路还可以包含连接在供电电源的输出端和芯片的电源端之间的：分压电阻、低压差线性稳压器中的至少一种等。在另一些示例中，所述第二自供电电路的输入端接入第二线路，且其输出端电连接过零检测电路的电源端；或者所述第二自供电电路的输入端连接设置在第二线路中的整流电路输出端，以及其输出端电连接过零检测电路的电源端。

例如，在开关电路导通期间，第二自供电电路从第二线路上取电并转换后提供给所述芯片；在开关电路断开期间，第一自供电电路从供电电源的输出端取电并转换后提供给所述芯片。

基于上述过零检测电路的电路结构，本申请还提供一种芯片。所述芯片至少包含以下芯片引脚：用于获取反映交流电信号的电信号的第一引脚；用于接电压地的接地引脚；以及供电引脚等。在一些应用中，所述过零检测电路所提供的过零检测信号可通过芯片的又一引脚输出，即所述芯片还包括用于输出过零检测信号的信号输出引脚。

其中，所述第一引脚可直接接入交流电线路，通过所述第一引脚所获取的电信号为交流电信号；或所述第一引脚连接整流电路，通过所述第一引脚所获取的电信号为经整流处理后的交流电信号。上述任一种电信号至少反映了在预设的过零相位区间内的交流电信号。

在一些实施方式中，所述过零检测电路中的第一检测信号生成模块中的部分电器件或全部电器件集成在所述芯片中。其中，所述第一检测信号生成模块与前述提及的第一检测信号生成模块的电路结构和工作过程相同或相似，在此不再详述。在一些示例中，第一检测信号生成模块中的采样子模块中的至少部分电器件集成在所述芯片中。在一些示例中，所述芯片可以为一种藉由半导体工艺在晶圆上形成并封装而成的电路结构。例如，采样子模块中的开关和分压电阻均集成在芯片中，并通过所述第一引脚连接整流桥。在又一些示例中，所述芯片可以通过将分立器件集成在PCB板上并封装形成的电路结构，例如，包含所述采样子模块的过零检测电路通过PCB板封装在一起而形成一芯片，该芯片的第一引脚可作为采样子模块中的整流桥的输入端，与交流电线路相连。

以设置在交流电线路上的开关电路处于断开期间，所述第一检测信号生成模块检测交流电的过零相位为例，所述交流电线路连接在开关电路与城市电网的火线之间，并使得该交流电线路、所述第一检测信号生成模块和电压地构成在开关电路断开期间的交流电的通电回路。由此第一检测信号生成模块通过第一引脚获取该交流电线路上的交流电信号。

在又一些实施方式中，所述芯片还设有用于接入交流电线路的第二引脚。在一些实施例中，该第二引脚可与第一引脚共用，例如，均通过第一引脚接入开关电路与火线之间的交流电线路上，以便在开关电路导通和断开期间均可获取交流电信号。在又一些实施例中，所述第二引脚接入开关电路与零线之间的交流电线路上，以便仅在开关电路导通期间获取交流电信号。

其中，为了能够在开关电路导通期间可进行过零检测，根据芯片的封装设计，在一些示例中，所述芯片藉由选择电路的线路选择，而间隔地获取用于反映交流电信号的电信号。在一些更具体示例中，所述选择电路使开关电路接入第一线路或接入第二线路，其中，所述芯片通过芯片引脚接入第二线路。所述选择电路在交流电相位接近过零相位区间时，切换至第二线路，在其他相位区间切换至第一线路。所述第二检测信号生成模块基于对从芯片引脚从第二线路所获取的反映交流电信号的电信号的检测，输出相应的第二过零检测信号。在此，所述第二检测信号生成模块的电路结构和工作过程，可如前述提及的第二检测信号生成模块所述，在此不再详述。在又一些示例中，还可将所述选择电路封装在所述芯片中。在另一些示例中，所述芯片还具有与选择电路相连的芯片引脚，用于向选择电路输出分路控制信号，在此，所述分路控制信号用于选择电路立即或延时响应执行切换操作。

基于上述任一示例所示的选择电路与前述过零检测电路中所提及的选择电路的电路结构和工作过程相同或相似，在此不再详述。

为了产生分路控制信号，所述检测信号生成电路还包括：分路控制模块，连接所述选择电路，用于通过检测所述第二采样信号或过零检测信号，向所述选择电路输出分路控制信号，以控制所述选择电路在所述第一线路和第二线路之间切换。在此，所述分路控制模块与前述过零检测电路中的分路控制模块的电路结构和工作过程相同或相似，在此不再详述。

在又一些实施例中，所述检测信号生成电路还包括：第一保护模块，用于检测所述第二采样信号的电压，并当所述第二采样信号的电压高于预设保护电压阈值时，控制所述选择电路从第二线路切换至第一线路。在此，所述第一保护模块与前述过零检测电路中的第一保护模块的电路结构和工作过程相同或相似，在此不再详述。

所述芯片中还集成有检测电路，所述检测电路用于对检测信号生成电路所输出的检测信号进行过零检测，以输出过零检测信号。其中，所述检测电路的电路结构和工作过程与前述提及的过零检测电路中的检测电路相同或相似，在此不再详述。其中，根据芯片实际所集成的检测电路中的电器件，所述芯片可包含至少一个过零检测信号的芯片引脚。例如，芯片包含两个用于输出过零检测信号的芯片引脚，其中一个在开关电路断开期间输出过零检测信号，另一个在开关电路导通期间输出过零检测信号。又如，芯片包含一个可在开关电路导通及断开期间均输出过零检测信号的芯片引脚。所输出的过零检测信号可由检测电路中过零检测模块、逻辑模块、或过零检测信号输出模块提供，在此不再详述。

在一些应用中，所述芯片还可以集成电源电路中的部分电器件。其中，所述电源电路包含如前述提及的电源电路相同或相似的电器件或电路模块，在此不再详述。例如，所述芯片的引脚还包含用于与变压电路相连的芯片引脚，用于获取第一采样信号的芯片引脚，用于与供电电源相连的芯片引脚等。所述芯片中电源电路藉由相应芯片引脚向所述芯片自身，甚至还向开关电路以及可基于所述过零检测信号执行控制操作的控制电路等提供电源供电。

本申请还提供一种智能开关。其中，为防止负载在交流电电压峰值区域内上电或断电时，负载中的半导体器件和智能开关自身容易因瞬时高电压而被击穿以造成负载损坏，所述智能开关包括：开关电路、过零检测电路和控制电路。

其中，所述开关电路接入负载所在交流电线路上并受控导通或断开。在一些示例中，所述开关电路包括继电器；其中，所述继电器藉由一供电电源的供电运行。其中，继电器中的开关两端接入交流电线路，控制端连接所述控制电路。在此，控制电路可通过提高输出至继电器控制端的供电电流来实现继电器导通；以及，控制电路可通过减小输出至继电器控制端的供电电流来实现继电器断开。

所述过零检测电路通过检测所述开关电路所接入的交流电线路来检测交流电过零相位，并输出过零检测信号。在此不再详述。

控制电路与所述过零检测电路相连，用于基于所述过零检测信号及所接收到的控制信息，至少控制所述开关电路导通或断开。

为此，所述控制电路包括：交互单元和处理单元(未予图示)。其中，所述交互单元用于获取控制信息；所述处理单元与所述交互单元相连，用于基于所述控制信息至少控制所述开关电路导通或断开。

在此，一些示例中，所述交互单元可包含用于接收用户操作的人机交互模块，以获得所述控制信息。其中，所述人机交互模块举例包括带有触控介质的交互面板，所述触控介质包括但不限于：触摸屏、按钮、光感器件等。在又一些示例中，所述交互单元可包括通信模块，其用于接收包含控制信息的无线信号，和发送包含控制信息的无线信号。其中，所述通信模块举例包括中的至少一种：RF通信模块、WiFi通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块等短距离通信模块，可接入光纤、宽带等广域网的通信模块，以及利用手机卡以接入移动网络的通信模块等。上述各示例可结合或单独地被配置在所述交互单元中。例如，所述交互单元包含用于控制开关电路的按钮，以及包含用于获取无线信号的无线通信模块，交互单元通过监测按钮产生的脉冲信号来确定收到用于导通开关电路的控制信息，以及交互单元通过解调和解码无线信号来获取所携带的控制信息。在此，利用无线通信模块获取的控制信息可以包含用于导通开关电路的控制信息、用于控制其他线路上的开关电路的控制信息，以及用于控制智能电器进行调节、通断等的控制信息等。所述交互单元将所得到的控制信息提供给处理单元，由所述处理单元将所述控制信息转换成对应电器件或开关电路可识别的控制信号并输出。

在此，所述处理单元包含可处理数值运算、逻辑运算、数据处理的处理模块，其举例包括MCU、CPU、可编程逻辑器件等。根据实际选用的封装相应处理模块的芯片的引脚功能，所述处理单元可与开关电路电连接，或通过交互单元数据通信。所述处理单元藉由所述变压电路所提供的供电电源，在开关电路断开期间分析所接收的控制信息，以确定所控制的对象以及执行控制的时机。其中，所述处理单元还可以包含计时器、时钟信号发生器、缓存器等用于辅助处理模块执行相应控制操作的硬件模块。

在此，所述控制电路既可在开关电路断开期间，执行控制开关电路导通的控制操作，也可以在开关电路导通期间，执行控制开关电路断开的控制操作。

请参阅图15，其显示为智能开关在一实施方式中的电路结构示意图。以开关电路断开期间由前述过零检测电路中的第一检测信号生成模块和第一过零检测模块输出过零检测信号为例，描述所述智能开关的工作过程举例如下：结合图15，在开关电路断开期间，所述智能开关中的第一整流单元521、变压电路531和电源管理电路532为向智能开关内部的电器件提供供电，在此不再详述。在所述供电电源的稳定供电下，所述第一检测信号生成模块561直接采集开关电路51断开期间流向第一整流单元521的交流电信号以得到第一检测信号；所述第一检测信号生成模块中的控制子模块565控制采集子模块561产生所述第一检测信号，例如控制子模块565通过按照预设时间间隔控制采集子模块561产生所述第一检测信号；所述第一过零检测模块562检测每次采集期间内第一检测信号的电压以确定当前交流电的相位是否在过零相位区间内，并根据检测结果输出过零检测信号；其中，当经检测确定当前交流电的相位未落入过零相位区间内时，所述控制子模块565不调整采集时间间隔，当经检测确定当前交流电的相位落入过零相位区间内时，所述控制子模块565调整采集时间间隔以延长采集时长。所述控制电路536接收所述过零检测信号，并基于预设的开关电路的响应延时和所述过零检测信号生成针对控制信息的延时计时，当控制电路536接收到控制开关电路导通的控制信息后启动所述延时计时，直至接收到所述过零检测信号表示当前交流电的相位在过零相位区间内，控制所述开关电路51导通。

以开关电路导通期间由前述过零检测电路中的第二过零检测单元为例，描述所述智能开关的工作过程举例如下：结合图15，在开关电路导通期间，所述智能开关中的第二整流单元522和电源管理电路为向智能开关内部的电器件提供供电，在此不再详述。在所述供电电源的稳定供电下，所述第二检测信号生成模块563采集第二整流电信号以得到第二检测信号，并由第二过零检测模块564检测所述第二检测信号的电压以确定当前交流电的相位是否在过零相位区间内，并根据检测结果输出过零检测信号，控制电路536接收所述过零检测信号，并基于预设的开关电路51的响应延时和所述过零检测信号生成针对控制信息的延时计时，当控制电路536接收到控制开关电路51导通的控制信息后启动所述延时计时，直至接收到所述过零检测信号表示当前交流电的相位在过零相位区间内，控制所述开关电路51导通。

需要说明的是，由于第二整流单元在预设参考相位区间输出第二整流电信号，为兼顾过零检测信号和电源供电，所述参考相位区间所对应的电压区间可覆盖过零电压区间，由此确保在第二整流单元输出第二整流电信号期间，相应的第二过零检测单元可输出第二过零检测信号。

在一些实际应用中，负载在交流电电压峰值区域内上电或断电时，负载中的半导体器件和开关电路容易因瞬时高电压而被击穿以造成负载损坏。因此，在本申请所提及的智能开关中还集成有过零检测电路，用以基于过零相位区间检测当前交流电信号的相位，并向所述控制电路输出过零检测信号；所述控制电路则基于所述过零检测信号并在接收到一控制信息后，控制所述开关电路导通或断开。其中，所述控制信号可基于对至少一个逻辑信号的控制逻辑处理得到的。其中，所述逻辑信号的来源包括但不限于：基于遥控器、智能终端等无线设备所发出的通断指令而得到的，基于机械式通断操作而产生的，基于触控面板所发出的电信号而产生的，基于检测所述过零检测信号而产生的、或者如包含定时器的其他装置产生等。所述控制电路基于预设的针对上述至少一种逻辑信号的控制逻辑，输出所述控制信号。

在一些示例中，所述控制电路可以在接收到控制信息后所产生的过零检测信号为触发，控制所述开关电路导通或断开。在又一示例中，控制电路预设有开关电路的响应时长，其中，所述响应时长与所述开关电路中所选用的机械式开关器件执行导通或断开操作所花费的时长有关，如继电器响应导通/断开操作的时长。所述控制电路基于所述过零检测信号产生一响应计时，并在所述响应计时超时且接收到所述控制信息时，控制所述开关电路导通或断开。例如，所述控制电路根据最近接收的过零检测信号的时间间隔和所述预设的响应时长，确定所述响应计时的时长和计时起始时刻，当接收到控制信息且该响应计时超时时，控制开关电路执行导通/断开操作。在另一示例中，所述控制电路基于多次获取的过零检测信号确定所述响应计时，并基于所述响应计时超时、所接收到的控制信息以及所述过零检测信号，控制所述开关电路导通或断开。具体地，所述控制电路通过多次过零检测信号的时间间隔预测后续过零检测信号的时间间隔，即确定响应计时，根据所述响应计时超时、所接收到的控制信息以及所述过零检测信号，控制所述开关电路导通或断开。例如，记录连续接收的多个过零检测信号的时间间隔，并剔除异常的时间间隔，如间隔过长或过短的时间间隔，并计算过零检测信号的平均时间间隔，基于此平均时间间隔和开关电路的响应时长来预测后续交流电相位接近零相位时控制开关电路导通或断开的时刻，并启动相应响应计时，当在此响应计时期间接收到用于控制开关电路的控制信息时，使该响应计时超时，基于该响应超时时，执行相应控制操作，反之则复位该响应计时并计算下一次可执行该控制操作的时刻并再次启动相应计时。

在一些实施方式中，所述智能开关还包括整流电路和电源电路。其中，所述整流电路与开关电路相连，用于在所述开关电路断开期间和导通期间，均将所接入的交流电进行整流处理并输出整流电信号。其中，所述整流电路所输出的整流电信号可以是将交流电信号经由半波整流桥或全波整流桥整流处理后得到的整流电信号。其中，为在开关电路断开期间和导通期间不间断地输出整流电信号，所述整流电路可接入开关电路输入端一侧火线上，以便在开关电路断开和导通期间均可分流交流电信号以获得整流电信号。

在一些实施方式中，如图15所示，所述整流电路包括第一整流单元521。所述第一整流单元521连接于所述开关电路的输入端所接入的交流电线上，用于将所流向所述开关电路的交流电进行整流处理并输出第一整流电信号；其中，所述第一整流电信号为所述整流电路所提供的一种整流电信号。

其中，为确保在开关电路断开期间负载维持其停止状态，所述第一整流单元所接收的交流电信号的电压区间应低于负载工作状态期间所需达到的工作电压区间。技术人员可通过选择第一整流单元中的电器件参数来确保在第一整流单元输出第一整流电信号时负载维持其停止状态。在一些示例中，所述第一整流单元包括整流桥和滤波电容。其中，所述整流桥举例包括半波整流桥、或全波整流桥。以第一整流单元521为半波整流桥为例，所述第一整流单元521中的整流桥的输出端连接滤波电容，滤波电容另一端接地。

经由第一整流单元输出的第一整流电信号被传输至电源电路中的变压电路。所述电源管理电路可按照前述提及的任一示例控制变压电路将所接收的第一整流电信号进行能量转换以得到用于向电源管理电路、控制电路、开关电路等智能开关内部电器件提供供电的供电电源。

以图15所示的智能开关的电路结构为例，所述第一整流单元521和电源管理电路532的电路结构和工作过程举例如下：所述第一整流单元521的半波整流桥接入开关电路输入端的火线上，半波整流桥的输出端经由滤波电容连接变压电路531中的原边输入单元，利用原边输入单元和副边输出单元的变压处理，由副边输出单元作为供电电源的输出端输出供电信号；其中，原边输入单元通过电源管理电路接地；副边输出单元也采用接地方式减少能量转换期间所造成的内耗。其中，所述电源管理电路包括接地的调节模块541和用于控制调节模块541通断的第二控制模块542’；副边输出单元包括接电压地的副边绕组、与所述副边绕组输出端相连的单向导通模块。在副边输出单元的供电电源侧设有第一采样电路533，其采集所述供电电源的供电电压并生成第一采样信号FB1，并将所述第一采样信号传递至第二控制模块542’；与此同时，所述第二控制模块542’还通过第三采样电路552获取采集自原边输入单元的第三采样信号CS。

上述电路结构的工作过程举例如下：在开关电路断开期间，藉由第一整流单元521中整流二极管的导通电压区间限制，其将交流电信号进行半波整流并经由滤波电容进行低通滤波后作为第一整流电信号输出至变压电路；所述变压电路531中的原边输入单元和副边输出单元中的互感绕组将第一整流电信号进行变压处理，其中，由于副边输出单元中的副边绕组接地，故单向导通模块中的二极管和电容使得所转换的电源供电被单向地、稳定地输出。第二控制模块542’通过检测第一采样信号FB1和第三采样信号CS来控制调节模块541的通断。具体地，第二控制模块542’将所获取的第一采样信号的电压进行误差放大和/或低通滤波处理以得到对应第一采样信号的检测信号COMP，并依据所述检测信号COMP的电压输出一时钟信号，其中所述时钟信号的频率与所述检测信号COMP电压相关。与此同时，所述检测信号COMP还被直接作为COMP_CS，或被按预设比例处理后转换为COMP_CS与所述第三采样信号CS进行比较，并基于比较结果生成对应的逻辑信号。电源管理电路设置调节模块的最大导通时间，电源管理电路根据时钟信号控制调节模块导通，在导通时刻开始计时，当所述第二控制模块542’通过比较CS与COMP_CS得到的比较结果表示使调节模块541断开时，控制调节模块541断开，计时复位，当计时至最大导通时间前调节模块仍未关断，则计时结束时关断调节模块。

需要说明的是，图15的描述仅为举例，事实上，按照图11及所对应描述的第一控制模块与调节模块等的连接关系和工作过程也可实现与第二控制模块相似的控制方式，在此不再详述。另外，按照图15及所对应描述的第二控制模块和第三保护模块，不仅能借助第二控制模块对调节模块的控制实现副边输出单元输出稳定供电，还能借助第三保护模块提供对内部电器件的正常运行提供电路保护，在此亦不再详述。

整流电路还包括第二整流单元522，其连接于所述开关电路51的输出端所接入的火线上。例如，所述第二整流单元522和前述第一整流单元521分设于开关电路51的两端。所述第二整流单元522用于在所述开关电路51导通期间将所接入的交流电信号进行整流处理并输出第二整流电信号。其中，所述第二整流单元522包括整流桥和滤波电容。所述整流桥举例包括半波整流桥或全波整流桥。所述滤波电容连接在整流桥输出端和电压地之间，以对整流桥所输出的整流电信号进行低通滤波处理，以得到第二整流电信号。所述第二整流电信号为所述整流电路所提供的另一种整流电信号。

在开关电路导通期间，为使得在开关电路导通期间过零检测电路的持续供电，所述电源电路藉由分时地将开关电路及负载在第一线路和第二线路之间切换，以使得第二整流单元将所接收的交流电信号进行整流处理并输出对应的第二整流电信号。如图15所示，所述电源电路包括设置在交流电线路上的选择电路535，对应地，电源管理电路中包含切相控制模块545以控制所述选择电路535。所述选择电路535默认接入第二线路，当所述切相控制模块545检测到第二整流电信号的电压超出预设电压区间之外时，控制选择电路535从第二线路切换至第一线路；以及在一段延时后，所述切相控制模块545调整所述分路控制信号以控制选择电路535从第一线路切换至第二线路。其中，所述延时的时长与储能电路维持供电电压的时长相关。所述输出模块543在选择电路切换至第二线路期间输出供电信号至储能电路540，以便在选择电路切换至第一线路期间供电线路540维持输出供电信号。对应地，控制电路536在供电电源的供电下可实时监测控制信息，并当监测到获取控制信息时，按照控制信息中的内容执行相应控制操作。例如，控制电路536当接收到一控制信息表示控制开关电路51导通时，控制所述开关电路51导通。

在一些情况下，所述第一保护模块546也可用于包含输出模块的电源管理电路中，其与切相控制模块545并联，当第二采样电路输出端所提供的第二采样信号的电压大于预设的保护电压阈值时，第一保护模块546控制选择电路535从第二线路切换至第一线路；与此同时或略延迟响应地，切相控制模块545控制选择电路535从第二线路切换至第一线路并维持所计时长。

在所述开关电路导通期间，利用所述电源管理电路532的接续供电，智能开关中的控制电路536可执行与开关电路51断开期间类似的控制操作，例如，执行调整空调温度的控制操作，执行定时启动/停止电子设备的控制操作，以及执行断开所述开关电路的控制操作等。在此不再详述。

本申请还提供一种过零检测方法。请参阅图16，其显示为过零检测方法在一实施方式中的流程图。所述过零检测方法可由过零检测电路执行。其中，所述过零检测电路可以是上述提及的任一种过零检测电路，也可以是能够实现所述过零检测方法的任一种过零检测电路。

在步骤S110中，间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号。

在此，为降低过零检测电路的内耗，过零检测电路采用间隔采样或间隔检测的方式，产生反映交流电信号的检测信号。其中，所述间隔地产生检测信号是指所述检测信号并非实时的与交流电信号保持一致，请参阅图2，其显示为所产生的间隔的检测信号与交流电信号之间波形的对应关系，在产生检测信号(或称为检测信号有效)期间T1，所述检测信号的波形基本反映交流电信号或者经整流后的交流电信号的波形，在未产生检测信号(或称为检测信号无效)期间T2，所述检测信号的波形与交流电信号或者经整流后的交流电信号的波形无关。

在一些实施方式中，所述步骤S110可包含在交流电的一个工频周期内通过间隔采集操作，产生用于反映交流电信号的第一检测信号，其中所述第一检测信号为一种所述检测信号。其中，本步骤可由前述提及的第一检测信号生成模块来执行。其中，所述第一检测信号生成模块的电路结构和工作过程可分别如前述过零检测电路中所提及的第一检测信号生成模块所示，在此不再详述。

根据第一检测信号生成模块的电路描述，所述步骤S110包括：基于一采样控制信号执行采集操作并产生用于反映交流电信号的第一检测信号；以及通过检测所述第一检测信号或过零检测信号，产生所述输出一采样控制信号。

在一些示例中，本步骤可由第一检测信号生成模块中采样子模块和控制子模块来执行，在此不再详述。

在所述采样子模块和控制子模块的协同执行下，当检测到所述第一检测信号的电压落入预设的参考电压区间时，所述步骤S110还包括以下任一步骤：1)令所述采样控制信号在所述参考电压区间内始终有效；或者2)调整所述采样控制信号的占空比、频率中的至少一种。其中，所述参考电压区间覆盖所述过零相位区间所对应的过零电压区间。当检测到所述第一检测信号的电压未落入预设的参考电压区间时，还包括按照预设间隔输出采样控制信号的步骤。

以采样子模块包括整流桥RB3、开关M2和采样电阻HV_Resistor为例，所述控制子模块412控制开关M2导通或断开。为此，所述控制子模块412连接开关M2的控制端，用于通过检测所述第一检测信号输出一采样控制信号，以控制所述开关M2。在此，为确保采样子模块411能够采集到落入过零相位区间的第二采样信号，所述控制子模块412通过检测所述第一检测信号的电压控制开关M2导通或断开的时长，其中，所述控制子模块412藉由与所述开关M2的控制端的电连接而输出用于表示控制导通或断开时长的采样控制信号。例如，所述控制子模块412预设一参考电压区间，其覆盖所述过零相位区间所对应的过零电压区间。例如，所述参考电压区间的设置至少保证：参考电压区间的电压上限V1大于等于过零电压区间的电压上限V2。

在一些具体示例中，所述控制子模块先按照预设时间间隔控制开关间隔导通，并在导通期间检测第一检测信号的电压，当所述第一检测信号的电压落入所述参考电压区间时，所述控制子模块持续输出采样控制信号以使采样子模块中的开关M2始终导通，直至零检测到所述第一检测信号的电压超出所述参考电压区间时，控制所述开关M2断开，并按照所述预设时间间隔控制开关M2间隔导通。例如，所述控制子模块包括一信号发生器、比较器和选通器等，其中，比较器将所述第一检测信号的电压v与所述参考电压区间的电压上限V1进行比较，当第一检测信号的电压v大于等于电压上限V1时，选通器基于比较器所输出的比较结果选择将信号发生器和所述开关M2的控制端连通，以使开关M2受控于所述信号发生器所输出的采样控制信号(如一方波信号)，并按预设通断周期进行导通及断开；当第一检测信号的电压v小于电压上限V1时，选通器基于比较器所输出的比较结果选择将所述开关的控制端连接至一恒压端，以使开关的控制端受恒压端所提供的恒压信号始终导通。其中，根据实际电路设计中所述开关的类型，所述恒压端可以是电压地端或一参考电压源的输出端。

在又一些具体示例中，所述控制子模块先按照预设时间间隔控制开关M2间隔导通，并在开关M2导通期间检测第一检测信号的电压，当所述第一检测信号的电压落入所述参考电压区间时，调整所述采样控制信号的占空比和频率中的至少一种，以确保采样子模块所间隔地输出的第一检测信号的电压落入过零电压区间内。例如，所述控制子模块包括一可调信号发生器和比较器等，其中，比较器将所述第一检测信号的电压v与电压上限V1进行比较，当第一检测信号的电压v小于等于电压上限V1时，基于比较器所输出的比较结果，可调信号发生器向所述开关的控制端输出具有第一占空比的采样控制信号，以使开关M2受控于所述信号发生器所输出的方波控制信号，并按照所述方波控制信号的周期进行导通及断开；当第一检测信号的电压v大于电压上限V1时，基于比较器所输出的比较结果，所述可调信号发生器将所述采样控制信号的占空比调整为第二占空比，并输出至所述开关的控制端；其中，所述第二占空比小于第一占空比。

在又一些示例中，所述步骤产生采样控制信号的步骤包括：当检测到所述过零检测信号有效时，调整所述采样控制信号以停止采集操作，并启动一采样间隔计时；以及当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，调整所述采样控制信号以执行采集操作；其中，在执行采集操作期间产生所述第一检测信号。该步骤可由过零检测电路中第一检测信号生成模块中的控制子模块执行，所述控制子模块输出所述采样控制信号以控制所述开关断开，并启动一采样间隔计时；当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，所述控制子模块调整所述采样控制信号,以控制所述开关导通。在此不再详述。

在又一实施方式中，所述步骤S110包括：选择将流经所述交流电信号的交流电线路接入第一线路或第二线路，以分别构成相应的通电回路；以及当选择所述第二线路时，获取反映交流电信号的第二检测信号，并将其作为所述检测信号。

为此，所述步骤S110可由第二检测信号生成模块、选择电路、分路控制模块、第二采样电路等电路结构协同实现，在此不再详述。其中，所述选择电路执行在第一线路和第二线路之间的切换操作，即执行选择将流经所述交流电信号的交流电线路接入第一线路或第二线路。分路控制模块控制所述选择电路执行切换操作。当选择电路选择第二线路并第二线路导通时，第二检测信号生成模块通过检测流经第二线路的交流电信号，并输出第二检测信号。

在一些示例中，选择将流经所述交流电信号的交流电线路接入第一线路或第二线路的步骤包括：基于所接收的分路控制信号至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作。

以利用选择电路和分路控制模块执行该步骤为例，其中，所述选择电路包括开关单元M1，所述开关单元M1设置在所述交流电线路上。

在此，所述开关单元基于所接收的分路控制信号受控断开，以使开关电路立即或延迟接入第二线路，以及基于所述分路控制信号受控导通，以使选择电路切换至接入第一线路。其中，所述分路控制信号输出至开关单元。所述开关单元M1包含功率管，其中，所述功率管的控制端用于接收分路控制信号，所述分路控制信号为电压信号，当分路控制信号表示使开关单元导通时，所述功率管导通，使得负载及所在交流电线路经由第一线路连接零线；当分路控制信号表示使开关单元断开时，所述功率管断开，使得交流电信号经由第二线路流向所述过零检测电路中的电压地。由此，第二信号生成模块产生第二检测信号。

在一些示例中，所述基于所接收的分路控制信号至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作的步骤包括：获取用于反映流经第二线路中交流电信号的第二采样信号；将所述第二采样信号的电压与所述过零相位区间所对应的过零电压区间进行比较，并产生对应的比较结果；基于所述比较结果输出所述分路控制信号以从所述第二线路切换至第一线路。

在此，上述各步骤可由上述过零检测电路中对应选择电路和分路控制模块的工作过程的描述，在此不再详述。

在选择电路切换至第一线路的同时，还开启一计时，并在计时达到一计时阈值时调整所述分路控制信号以从第一线路切换至第二线路。例如，当检测第二采样信号的电压大于过零电压区间的电压上限时，还启动一计时，当计时时长达到所述计时阈值时，调整分路控制信号，使得选择电路立即或延迟地从第一线路切换至第二线路。其中，所述计时阈值小于交流电的工频周期的时长，例如，所述计时阈值小于半个工频周期的时长。以图4-7及所对应的描述为例，在此不再详述。

在又一些示例中，所述基于所接收的分路控制信号至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作的步骤包括：基于所述过零检测信号产生所述分路控制信号以执行从第二线路切换至第一线路的切换操作，并启动一采样间隔计时；以及当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，调整所述分路控制信号，以立即或延时执行从第一线路切换至第二线路的切换操作。本步骤可由前述过零检测电路中分路控制模块对应执行，在此不再详述。

在产生检测信号后，执行步骤S120，即基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。在此，本步骤可由过零检测电路中的过零检测模块来执行，在此不再详述。

在一些示例中，所述步骤120还包括：对所述过零检测模块所输出的过零检测信号进行放大处理；其中，所述放大处理包括基于电压幅值的放大处理，和/或基于有效时长的放大处理。其中，本步骤可由过零检测电路中过零检测信号输出模块来执行，在此不再详述。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (65)

1.一种过零检测电路，用于检测流经一交流电线路上的交流电信号的过零相位，其特征在于，包括：

检测信号生成电路，用于间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号；

检测电路，与所述检测信号生成电路相连，用于基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。

2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测信号生成电路包括：

第一检测信号生成模块，用于在交流电的一个工频周期内通过间隔采集操作产生用于反映交流电信号的第一检测信号，其中所述第一检测信号为一种所述检测信号。

3.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，所述第一检测信号生成模块包括：

包含一开关的采样子模块，用于在所述开关导通时长内进行采集操作并输出所述第一检测信号；

控制子模块，连接所述开关的控制端，用于通过检测所述第一检测信号或者过零检测信号输出一采样控制信号，以控制所述开关。

4.根据权利要求3所述的过零检测电路，其特征在于，当检测到所述第一检测信号的电压落入预设的参考电压区间时，所述控制子模块输出在所述参考电压区间内始终有效的采样控制信号，或者调整所述采样控制信号的占空比、频率中的至少一种；其中，所述参考电压区间覆盖所述过零相位区间所对应的过零电压区间。

5.根据权利要求4所述的过零检测电路，其特征在于，当检测到所述第一检测信号的电压未落入预设的参考电压区间时，所述控制子模块按照预设间隔输出采样控制信号。

6.根据权利要求3所述的过零检测电路，其特征在于，当检测到所述过零检测信号有效时，所述控制子模块输出所述采样控制信号以控制所述开关断开，并启动一采样间隔计时；当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，所述控制子模块调整所述采样控制信号,以控制所述开关导通。

7.根据权利要求2-6中任一所述的过零检测电路，其特征在于，所述交流电线路上设有开关电路，所述第一检测信号生成模块在所述开关电路断开期间输出第一检测信号。

8.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，还包括选择电路，设置在所述交流电线路上，用于选择将所述交流电线路接入第一线路或第二线路，以分别构成相应的通电回路；

所述检测信号生成电路包括：第二检测信号生成模块，用于当所述选择电路选择第二线路时，产生反映流经所述第二线路的交流电信号的第二检测信号，并将其作为所述检测信号予以输出。

9.根据权利要求8所述的过零检测电路，其特征在于，所述选择电路包括：开关单元，设置在所述交流电线路上，用于基于所接收的分路控制信号受控导通或断开，以至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作。

10.根据权利要求9所述的过零检测电路，其特征在于，所述选择电路还包括：相位限制单元，当所述开关单元断开时，根据当前交流电的相位，延迟或立即响应从第一线路切换至第二线路的切换操作。

11.根据权利要求10所述的过零检测电路，其特征在于，还包括：第二采样电路，用于采样用于反映流经第二线路的交流电信号以生成第二采样信号；

所述检测信号生成电路还包括：分路控制模块，连接所述选择电路，用于通过检测所述第二采样信号或者过零检测信号，向所述选择电路输出分路控制信号，以控制所述选择电路在所述第一线路和第二线路之间切换。

12.根据权利要求11所述的过零检测电路，其特征在于，所述分路控制模块包括：

比较子电路，用于将所述第二采样信号的电压与所述过零相位区间所对应的过零电压区间进行比较，并产生对应的比较结果；

控制子电路，与所述比较子电路相连，用于基于所述比较结果输出所述分路控制信号以控制所述选择电路从所述第二线路切换至第一线路。

13.根据权利要求12所述的过零检测电路，其特征在于，所述控制子电路包括：计时器，用于基于所接收的比较结果进行计时，并在计时达到一计时阈值时调整所述分路控制信号以控制所述选择电路从第一线路切换至第二线路。

14.根据权利要求13所述的过零检测电路，其特征在于，所述计时阈值是固定时间阈值，或者是根据所述选择电路在至少一个切换周期内选择第一线路的时长而设置的；其中，所述切换周期小于交流电的工频周期。

15.根据权利要求11所述的过零检测电路，其特征在于，所述分路控制模块基于所述过零检测信号输出所述分路控制信号以控制所述开关单元导通，并启动一采样间隔计时；当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，所述分路控制模块调整所述分路控制信号，以控制所述开关单元断开。

16.根据权利要求11所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测信号生成电路还包括：第一保护模块，用于检测所述第二采样信号的电压，并当所述第二采样信号的电压高于预设保护电压阈值时，控制所述选择电路从第二线路切换至第一线路。

17.根据权利要求8-16中任一所述的过零检测电路，其特征在于，所述交流电线路上设有开关电路，所述第二检测信号生成模块在所述开关电路导通期间输出第二检测信号。

18.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：过零检测模块，用于基于所述过零相位区间所对应的过零电压区间，检测所接收的检测信号的电压，并基于检测结果输出所述过零检测信号。

19.根据权利要求18所述的过零检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：过零检测信号输出模块，用于对所述过零检测模块所输出的过零检测信号进行放大处理；其中，所述放大处理包括基于电压幅值的放大处理，和/或基于有效时长的放大处理。

20.根据权利要求19所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测信号输出模块将所述过零检测模块所提供的具有有效脉宽的过零检测信号转换为具有预设时长的过零检测信号；其中，所述有效脉宽的时长小于所述预设时长。

21.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，还包括：电源电路，用于至少为自身提供供电。

22.一种芯片，用于检测流经一交流电线路上的交流电信号的过零相位，其特征在于，包括：

至少一个第一引脚，用于获取反映交流电信号的电信号；

如权利要求1所述的过零检测电路中的至少部分电器件。

23.根据权利要求22所述的芯片，其特征在于，所述检测信号生成电路包括：

第一检测信号生成模块，连接所述第一引脚，用于在交流电的一个工频周期内通过间隔采集操作产生用于反映交流电信号的第一检测信号；其中，交流电信号所述第一检测信号为一种所述检测信号。

24.根据权利要求23所述的芯片，其特征在于，所述第一检测信号生成模块包括：

包含一开关的采样子模块，用于在所述开关导通时长内进行采集操作并输出所述第一检测信号；其中，所述开关外置于所述芯片，或者集成在所述芯片中；

控制子模块，连接所述开关的控制端，用于通过检测所述第一检测信号或者过零检测信号输出一采样控制信号，以控制所述开关。

25.根据权利要求24所述的芯片，其特征在于，当检测到所述第一检测信号的电压落入预设的参考电压区间时，所述控制子模块输出在所述参考电压区间内始终有效的采样控制信号，或者调整所述采样控制信号的占空比、频率中的至少一种；其中，所述参考电压区间覆盖所述过零相位区间所对应的过零电压区间。

26.根据权利要求25所述的芯片，其特征在于，当检测到所述第一检测信号的电压未落入预设的参考电压区间时，所述控制子模块按照预设间隔输出采样控制信号。

27.根据权利要求24所述的芯片，其特征在于，当检测到所述过零检测信号有效时，所述控制子模块输出所述采样控制信号以控制所述开关断开，并启动一采样间隔计时；当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，所述控制子模块调整所述采样控制信号,以控制所述开关导通。

28.根据权利要求23-27中任一所述的芯片，其特征在于，所述交流电线路上设有开关电路，所述第一检测信号生成模块在所述开关电路断开期间输出第一检测信号。

29.根据权利要求22所述的芯片，其特征在于，还设有用于接入交流电线路的第二引脚；所述第二引脚用于连接所集成的选择电路，或者通过选择电路连接所述交流电线路；其中，所述选择电路用于选择将所述交流电线路接入第一线路或第二线路，以分别构成相应的通电回路；

所述检测信号生成电路包括：第二检测信号生成模块，用于当所述选择电路选择第二线路时，产生反映流经所述第二线路的交流电信号的第二检测信号，并将其作为所述检测信号予以输出。

30.根据权利要求29所述的芯片，其特征在于，所述选择电路包括：开关单元，设置在所述交流电线路上，用于基于所接收的分路控制信号受控导通或断开，以至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作。

31.根据权利要求30所述的芯片，其特征在于，所述选择电路还包括：相位限制单元，当所述开关单元断开时，根据当前交流电的相位，延迟或立即响应从第一线路切换至第二线路的切换操作。

32.根据权利要求31所述的芯片，其特征在于，还包括：第二采样电路，用于采样用于反映流经第二线路的交流电信号以生成第二采样信号；

所述检测信号生成电路还包括：分路控制模块，连接所述选择电路，用于通过检测所述第二采样信号或者过零检测信号，向所述选择电路输出分路控制信号，以控制所述选择电路在所述第一线路和第二线路之间切换。

33.根据权利要求32所述的芯片，其特征在于，所述分路控制模块包括：

比较子电路，用于将所述第二采样信号的电压与所述过零相位区间所对应的过零电压区间进行比较，并产生对应的比较结果；

控制子电路，与所述比较子电路相连，用于基于所述比较结果输出所述分路控制信号以控制所述选择电路从所述第二线路切换至第一线路。

34.根据权利要求33所述的芯片，其特征在于，所述控制子电路包括：计时器，用于基于所接收的比较结果进行计时，并在计时达到一计时阈值时调整所述分路控制信号以控制所述选择电路从第一线路切换至第二线路。

35.根据权利要求34所述的芯片，其特征在于，所述计时阈值是固定时间阈值，或者是根据所述选择电路在至少一个切换周期内选择第一线路的时长而设置的；其中，所述切换周期小于交流电的工频周期。

36.根据权利要求32所述的芯片，其特征在于，所述分路控制模块基于所述过零检测信号输出所述分路控制信号以控制所述开关单元导通，并启动一采样间隔计时；当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，所述分路控制模块调整所述分路控制信号,以控制所述开关单元断开。

37.根据权利要求29所述的芯片，其特征在于，所述检测信号生成电路还包括：第一保护模块，用于检测反映流经所述第二线路的交流电信号的电信号电压，并当所述电压高于预设保护电压阈值时，控制所述选择电路从第二线路切换至第一线路。

38.根据权利要求29-37中任一所述的芯片，其特征在于，所述交流电线路上设有开关电路，所述第二检测信号生成模块在所述开关电路导通期间输出第二检测信号。

39.根据权利要求22所述的芯片，其特征在于，所述检测电路包括：过零检测模块，用于基于所述过零相位区间所对应的过零电压区间，检测所接收的检测信号的电压，并基于检测结果输出所述过零检测信号。

40.根据权利要求39所述的芯片，其特征在于，所述检测电路包括还包括：过零检测信号输出模块，用于对所述过零检测模块所输出的过零检测信号进行放大处理；其中，所述放大处理包括基于电压幅值的放大处理，和/或基于有效时长的放大处理。

41.根据权利要求40所述的芯片，其特征在于，所述过零检测信号输出模块将所述过零检测模块所提供的具有效脉宽的过零检测信号转换为具有预设时长的过零检测信号；其中，所述有效脉宽的时长小于所述预设时长。

42.根据权利要求22所述的芯片，其特征在于，还集成有电源电路中的部分电器件；其中，所述电源电路用于至少为所述芯片提供供电。

43.一种智能开关，用于接入一负载所在交流电线路上，其特征在于，所述智能开关包括：

开关电路，接入所述交流电线路上并受控导通或断开；

如权利要求1-21中任一所述的过零检测电路，用于输出过零检测信号；

控制电路，与所述过零检测电路相连，用于基于所述过零检测信号及所接收到的控制信息，至少控制所述开关电路导通或断开。

44.根据权利要求43所述的智能开关，其特征在于，所述控制电路包括：

交互单元，用于获取一控制信息；

处理单元，与所述交互单元相连，用于基于所述控制信息至少控制所述开关电路导通或断开。

45.根据权利要求44所述的智能开关，其特征在于，所述处理单元在接收到一控制信息后，在所述过零检测信号有效期间内控制所述开关电路导通或断开；或者，所述处理单元基于所述过零检测信号产生一响应计时，并在所述响应计时超时且接收到所述控制信息时，控制所述开关电路导通或断开。

46.根据权利要求45所述的智能开关，其特征在于，所述处理单元基于多次获取的过零检测信号确定所述响应计时，并基于所述响应计时超时、所接收到的控制信息以及所述过零检测信号，控制所述开关电路导通或断开。

47.根据权利要求43所述的智能开关，其特征在于，还包括整流电路，用于在所述开关电路断开期间和导通期间，分别将所接入的交流电信号进行整流处理并输出整流电信号。

48.根据权利要求47所述的智能开关，其特征在于，所述整流电路包括以下至少一种：

第一整流单元，连接于所述开关电路的输入端所接入的交流电线路上，用于将所流向所述开关电路的交流电进行整流处理并输出第一整流电信号；其中，所述第一整流电信号为所述整流电路所提供的一种整流电信号；

第二整流单元，连接于所述开关电路的输出端所接入的交流电线路上，用于将所接入的交流电进行整流处理并输出第二整流电信号；其中，所述第二整流电信号为所述整流电路所提供的另一种整流电信号。

49.根据权利要求48所述的智能开关，其特征在于，所述整流电路包含第一整流单元和第二整流单元；其中，所述第一整流单元在所述开关电路断开期间提供第一整流电信号，以及所述第二整流单元在所述开关电路导通期间提供所述第二整流电信号。

50.根据权利要求49所述的智能开关，其特征在于，所述第一整流单元和第二整流单元均包括整流桥和滤波电容；其中，所述第一整流单元中整流桥的导通电压高于第二整流单元中整流桥的导通电压。

51.根据权利要求43-50中任一所述的智能开关，其特征在于，还包括：电源电路，连接于所述整流电路，用于藉由所述整流电信号向供电电源提供供电；其中，所述供电电源用于向所述控制电路、开关电路和所述电源电路自身中至少之一提供供电。

52.根据权利要求43所述的智能开关，其特征在于，所述开关电路包括继电器。

53.一种过零检测方法，其特征在于，包括：

间隔地产生反映交流电信号的检测信号；其中所述检测信号至少反映在预设的过零相位区间内的交流电信号；

基于所述过零相位区间检测所述检测信号，并根据检测结果输出过零检测信号。

54.根据权利要求53所述的过零检测方法，其特征在于，所述间隔地产生反映交流电信号的检测信号的步骤包括：在交流电的一个工频周期内通过间隔采集操作，产生用于反映交流电信号的第一检测信号，其中所述第一检测信号为一种所述检测信号。

55.根据权利要求54所述的过零检测方法，其特征在于，所述在交流电的一个工频周期内通过间隔采集操作，产生用于反映交流电信号的第一检测信号的步骤包括：

基于一采样控制信号执行采集操作并产生用于反映交流电信号的第一检测信号；

通过检测所述第一检测信号或过零检测信号，产生所述采样控制信号。

56.根据权利要求55所述的过零检测方法，其特征在于，当检测到所述第一检测信号的电压落入预设的参考电压区间时，所述产生采样控制信号的步骤包括以下任一步骤：

令所述采样控制信号在所述参考电压区间内始终有效；或者

调整所述采样控制信号的占空比、频率中的至少一种；

其中，所述参考电压区间覆盖所述过零相位区间所对应的过零电压区间。

57.根据权利要求56所述的过零检测方法，其特征在于，当检测到所述第一检测信号的电压未落入预设的参考电压区间时，所述产生采样控制信号的步骤包括按照预设间隔输出采样控制信号的步骤。

58.根据权利要求54所述的过零检测方法，其特征在于，所述产生采样控制信号的步骤包括：当检测到所述过零检测信号有效时，调整所述采样控制信号以停止采集操作，并启动一采样间隔计时；以及当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，调整所述采样控制信号以执行采集操作；其中，在执行采集操作期间产生所述第一检测信号。

59.根据权利要求53所述的过零检测方法，其特征在于，所述间隔地产生反映交流电信号的检测信号的步骤包括：

选择将流经所述交流电信号的交流电线路接入第一线路或第二线路，以分别构成相应的通电回路；

当选择所述第二线路时，获取反映交流电信号的第二检测信号，并将其作为所述检测信号。

60.根据权利要求59所述的过零检测方法，其特征在于，所述选择将流经所述交流电信号的交流电线路接入第一线路或第二线路的步骤包括：基于所接收的分路控制信号至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作。

61.根据权利要求60所述的过零检测方法，其特征在于，所述基于所接收的分路控制信号至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作的步骤包括：

获取用于反映流经第二线路中交流电信号的第二采样信号；

将所述第二采样信号的电压与所述过零相位区间所对应的过零电压区间进行比较，并产生对应的比较结果；

基于所述比较结果输出所述分路控制信号以从所述第二线路切换至第一线路。

62.根据权利要求61所述的过零检测方法，其特征在于，还包括：基于所接收的比较结果进行计时，并在计时达到一计时阈值时调整所述分路控制信号以从第一线路切换至第二线路的步骤。

63.根据权利要求62所述的过零检测方法，其特征在于，所述在计时达到一计时阈值时调整所述分路控制信号以从第一线路切换至第二线路的步骤包括：当所述计时达到一计时阈值时，基于所述分路控制信号和当前交流电的相位，延迟或立即响应从第一线路切换至第二线路的切换操作。

64.根据权利要求60所述的过零检测方法，其特征在于，所述基于所接收的分路控制信号至少立即响应从第二线路切换至第一线路的切换操作的步骤包括：基于所述过零检测信号产生所述分路控制信号以执行从第二线路切换至第一线路的切换操作，并启动一采样间隔计时；以及当所述采样间隔计时达到一采样间隔阈值时，调整所述分路控制信号，以立即或延时执行从第一线路切换至第二线路的切换操作。

65.根据权利要求53所述的过零检测方法，其特征在于，还包括：对所述过零检测信号进行放大处理；其中，所述放大处理包括基于电压幅值的放大处理，和/或基于有效时长的放大处理。

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