CN202330540U - 过零检测电路 - Google Patents

Abstract

一种过零检测电路，包括光电耦合器U1和电阻R1，所述光电耦合器U1通过两个输入端输入正弦信号，与光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，所述光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端作为过零检测电路的信号输出端，与光电耦合器U1中的三极管发射极连接的输出端接地，还包括可控开关单元，所述可控开关单元连接于所述光电耦合器U1的两个输入端之一。通过在过零检测电路输入端串联连接可控开关单元，使过零检测电路在不需要输出过零检测信号时，输入回路不导通，避免了在过零检测电路不需要输出过零检测信号时，输入回路依旧导通，在电阻上消耗掉比较大的功率和电能的问题。

Description

过零检测电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种检测电路，尤其涉及一种过零检测电路。

【背景技术】

随着电力线载波通信的发展，人们对载波数据的同步的要求越来越来高，从而对交流电网电压的零点检测的准确性的要求也在不断提高。目前常用的过零检测电路在输入端采用限流电阻来限制流过光电耦合器的电流。然而，当过零检测电路输入端一直处于导通工作时，过零检测电路中的限流电阻势必消耗比较大功率，耗电比较大。

【实用新型内容】

基于此，有必要提供一种耗电量比较低，比较节约成本的过零检测电路。

一种过零检测电路，包括光电耦合器U1和电阻R1，所述光电耦合器U1通过两个输入端输入正弦信号，与光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，所述光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端作为过零检测电路的信号输出端，与光电耦合器U1中的三极管发射极连接的输出端接地，还包括可控开关单元，所述可控开关单元连接于所述光电耦合器U1的两个输入端之一。

优选的，所述可控开关单元为光电耦合器U2，正弦信号的一个输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端，光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接正弦信号的另一个输出端，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端连接触发信号输入端IN，光电耦合器U2中的发光二极管负极连接的输入端接地。

优选的，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端和触发信号输入端IN之间还串联连接电阻R2。

优选的，所述可控开关单元为光电耦合器U2，正弦信号的一个输出端连接光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端，光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接正弦信号的另一个输出端，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端连接触发信号输入端IN，光电耦合器U2中的发光二极管负极连接的输入端接地。

优选的，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端和触发信号输入端IN之间还串联连接电阻R2。

优选的，所述可控开关控制单元为可控硅开关，正弦信号的一个输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管连接的输入端，U1中的发光二极管负极连接的输入端连接可控硅开关的阳极，可控硅开关的阴极连接正弦信号的另一个输出端，可控硅开关的控制极连接触发信号输入端IN。

优选的，所述可控开关控制单元为可控硅开关，正弦信号的一个输出端连接可控硅开关的阳极，可控硅开关的阴极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接正弦信号的另一个输出端，可控硅开关的控制极连接触发信号输入端IN。

优选的，可控硅开关的控制极和触发信号输入端IN之间还串联连接电阻R2。

优选的，所述过零检测电路还包括整流二极管D1，所述整流二极管D1串联在光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端的前向电路中。

优选的，所述光电耦合器U1的两个输入端还连接一稳压二极管D2，所述稳压二极管D2的负极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，所述稳压二极管的正极连接光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端。

上述过零检测电路，通过在过零检测电路输入端串联连接可控开关单元，使过零检测电路在不需要输出过零检测信号时，输入回路不导通，避免了在过零检测电路不需要输出过零检测信号时，输入回路依旧导通，在电阻上消耗掉比较大的功率和电能的问题。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的过零检测电路的实施方式一的电路图；

图2为本实用新型提供的过零检测电路的实施方式二的电路图；

图3为本实用新型提供的过零检测电路的实施方式三的电路图；

图4为本实用新型提供的过零检测电路的实施方式四的电路图。

【具体实施方式】

如图1所示，实施方式一的过零检测电路，包括电阻R1、R2、R3、二极管D1、钳位二极管D2、光电耦合器U1以及光电耦合器U2。

正弦信号的一个输出端L经电阻R3、二极管D1连接光电耦合器U1的一个输入端，这个输入端是光电耦合器U1中发光二极管正极连接的输入端。光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端，光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接正弦信号的另一输出端N，光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，光电耦合器U1中三极管发射极连接的输出端接地，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端通过电阻R2连接触发信号输入端IN，电阻R2在这里起限流作用，使流过光电耦合器U2初级的电流不至于损害光电耦合器U2，光电耦合器U2中的发光二极管负极连接的输入端接地。光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端作为过零检测电路的信号输出端。电阻R3在上述电阻R3、二极管D1、光电耦合器U1以及光电耦合器U2组成的串联电路中的位置不限，可以为任意位置，电阻R3在电路中的作用就是限流，保护光电耦合器U1。可以理解，电阻R3可以是多个。

稳压二极管D2的负极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，稳压二极管D2的正极连接光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端。本实施方式中，由于光电耦合器U2的两个输出端的压降很小，可以忽略。所以把稳压二极管D2的正极移动到光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接。稳压二极管D2把光电耦合器U1中发光二极管正极连接的输入端和光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端两端的电压稳定在合适的范围，使流过光电耦合器U1中的发光二极管的电流不会偏大，避免电流过大给光电耦合器U1带来的损害。

上述过零检测电路中，二极管D1为一个半波整流的作用，把正弦信号的负半波滤除，只保留正弦波的正半波，在正弦波的正半波到来时，且驱动信号控制光电耦合器U2的两个输出端导通时，过零检测电路输入端输入回路导通。在其他实施方式中，上述电阻R2、R3、二极管D1、稳压二极管D2可以省略。

过零检测的作用可以理解为给主芯片提供一个标准，这个标准的起点就是零电压。过零检测电路接入电路以后，根据主芯片是否需要过零检测信号，当主芯片需要过零检测信号时，控制光电耦合器U2导通。此时，过零检测电路的输入回路处于正常工作状态。在正弦信号的正半波时，光电耦合器U1的初级有电流流过，光电耦合器U1的次级也导通，使过零检测电路的输出端给主芯片输出低电平。在正弦信号的负半波时，光电耦合器U1的初级没有电流流过，次级也就不导通，使过零检测电路的输出端给主芯片输出高电平。

主芯片根据高低电平的时间间隔，计算出过零点，从而得出所要的基准，详细的步骤在这就不再赘述。

本实施方式中，光电耦合器U2的电-光-电的转换，达到了强弱电的隔离，避免了对主芯片的影响。

参阅图2，实施方式二提供的过零检测电路，包括电阻R1、、R2、R3、二极管D1、钳位二极管D2、光电耦合器U1以及光电耦合器U2。实施方式二与实施方式一的区别仅在于光电耦合器U1和光电耦合器U2的连接顺序。

正弦信号的一个输出端L经电阻R3、二极管D1连接光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端连接，光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管连接的输入端连接，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接正弦信号的另一输出端N，光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，光电耦合器U1中三极管发射极连接的输出端接地，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端通过电阻R2连接触发信号输入端IN，电阻R2在这里起限流作用，使流过光电耦合器U2初级的电流不至于损害光电耦合器U2，光电耦合器U2中的发光二极管负极连接的输入端接地。光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端作为过零检测电路的信号输出端。电阻R3在上述电阻R3、二极管D1、光电耦合器U1以及光电耦合器U2组成的串联电路中的位置不限，可以为任意位置，电阻R3在电路中的作用就是限流，保护光电耦合器U1，可以理解，电阻R3可以是多个。

稳压二极管D2的负极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，稳压二极管D2的正极连接光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端。本实施方式中，由于光电耦合器U2的两个输出端的压降很小，可以忽略。所以把稳压二极管D2的负极移动到光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端连接。稳压二极管D2把光电耦合器U1中发光二极管正极连接的输入端和光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端两端的电压稳定在合适的范围，使流过光电耦合器U1中的发光二极管的电流不会偏大，避免电流过大给光电耦合器U1带来的损害。

上述过零检测电路中，二极管D1为一个半波整流的作用，把正弦信号的负半波滤除，只保留正弦波的正半波，在正弦波的正半波到来时，且驱动信号控制光电耦合器U2的两个输出端导通时，过零检测电路输入端输入回路导通。在其他实施方式中，上述电阻R2、R3、二极管D1、稳压二极管D2可以省略。

参阅图3，实施方式三提供的过零检测电路，包括电阻R1、R2、R3、二极管D1、可控硅开关SCR以及光电耦合器U1。

正弦信号的一个输出端L经电阻R3、二极管D1连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端连接L，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接可控硅开关SCR的阳极，可控硅开关SCR的阴极连接正弦信号的另一输出端N，光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，可控硅开关SCR的控制端通过电阻R2连接触发信号输入端IN，电阻R2在此的作用为保护可控开关SCR，防止触发信号输入端的触发信号损害可控开关SCR。电阻R3在上述电阻R1、R3、二极管D1、光电耦合器U1以及可控硅组成的串联电路中的位置不限，可以为任意位置，电阻R3在电路中的作用就是限流，保护光电耦合器U1，可以理解，电阻R3可以是多个。

稳压二极管D2的负极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，稳压二极管D2的正极连接光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端。本实施方式中，由于可控硅压降很小，可以忽略。可以理解，把稳压二极管D2的正极移动到可控硅开关SCR的阴极连接。稳压二极管D2把光电耦合器U1中发光二极管正极连接的输入端和可控硅阴极两端的电压稳定在合适的范围，使流过光电耦合器U1中的发光二极管的电流不会偏大，避免电流过大给光电耦合器U1带来的损害。

上述过零检测电路中，二极管D1为一个半波整流的作用，把正弦信号的负半波滤除，只保留正弦波的正半波，在正弦波的正半波到来时，且驱动信号控制可控硅开关SCR导通时，过零检测电路输入端输入回路导通。在其他实施方式中，上述电阻R2、R3、二极管D1、稳压二极管D2可以省略。

参阅图4，实施方式四提供的过零检测电路，包括电阻R1、R2、R3、二极管D1、可控硅开关SCR以及光电耦合器U1。

正弦信号的一个输出端L经电阻R3、二极管D1连接可控硅开关SCR的阳极，可控硅开关SCR的阴极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接正弦信号的另一输出端N，光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，可控硅开关SCR的控制端通过电阻R2连接触发信号输入端IN，电阻R2在此的作用为保护可控开关SCR，防止触发信号输入端的触发信号损害可控开关SCR。电阻R3在上述电阻R1、R3、二极管D1、光电耦合器U1以及可控硅组成的串联电路中的位置不限，可以为任意位置，电阻R3在电路中的作用就是限流，保护光电耦合器U1，可以理解，电阻R3可以是多个。

稳压二极管D2的负极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，稳压二极管D2的正极连接光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端。本实施方式中，由于可控硅压降很小，可以忽略。可以理解，把稳压二极管D2的负极移动到可控硅开关SCR的阳极连接。稳压二极管D2把光电耦合器U1中发光二极管正极连接的输入端和可控硅阴极两端的电压稳定在合适的范围，使流过光电耦合器U1中的发光二极管的电流不会偏大，避免电流过大给光电耦合器U1带来的损害。

上述过零检测电路中，二极管D1为一个半波整流的作用，把正弦信号的负半波滤除，只保留正弦波的正半波，在正弦波的正半波到来时，且驱动信号控制可控硅开关SCR导通时，过零检测电路输入端输入回路导通。在其他实施方式中，上述电阻R2、R3、二极管D1、稳压二极管D2可以省略。

上述几种实施方式中的光电耦合器U2和可控硅开关SCR可以选用其他可控开关单元，例如开关三极管，只要可控开关单元两个输入端接入上述过零检测电路中，在需要过零检测信号时，主芯片发出一个驱动信号控制可控单元导通，在过零检测电路输入端回路正弦波的正半波到来时，过零检测电路输入端回路导通即可。

上述过零检测电路，通过在过零检测电路输入端串联连接可控开关单元，使过零检测电路在不需要输出过零检测信号时，输入回路不导通，避免了在过零检测电路不需要输出过零检测信号时，输入回路依旧导通，在电阻上消耗掉比较大的功率和电能的问题。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种过零检测电路，包括光电耦合器U1和电阻R1，所述光电耦合器U1通过两个输入端输入正弦信号，与光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端通过电阻R1连接工作电压VCC，所述光电耦合器U1中的三极管集电极连接的输出端作为过零检测电路的信号输出端OUT，与光电耦合器U1中的三极管发射极连接的输出端接地，其特征在于，还包括可控开关单元，所述可控开关单元连接于所述光电耦合器U1的两个输入端之一。

2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述可控开关单元为光电耦合器U2，正弦信号的一个输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端，光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接正弦信号的另一个输出端，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端连接触发信号输入端IN，触发信号控制光电耦合器U2的两个输出端导通，光电耦合器U2中的发光二极管负极连接的输入端接地。

3.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端和触发信号输入端IN之间还串联连接电阻R2。

4.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述可控开关单元为光电耦合器U2，正弦信号的一个输出端连接光电耦合器U2中的三极管集电极连接的输出端，光电耦合器U2中的三极管发射极连接的输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接正弦信号的另一个输出端，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端连接触发信号输入端IN，触发信号控制光电耦合器U2的两个输出端导通，光电耦合器U2中的发光二极管负极连接的输入端接地。

5.根据权利要求4所述的过零检测电路，其特征在于，光电耦合器U2中的发光二极管正极连接的输入端和触发信号输入端IN之间还串联连接电阻R2。

6.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述可控开关控制单元为可控硅开关，正弦信号的一个输出端连接光电耦合器U1中的发光二极管连接的输入端，U1中的发光二极管负极连接的输入端连接可控硅开关的阳极，可控硅开关的阴极连接正弦信号的另一个输出端，可控硅开关的控制极连接触发信号输入端IN，触发信号控制可控硅开关导通。

7.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述可控开关控制单元为可控硅开关，正弦信号的一个输出端连接可控硅开关的阳极，可控硅开关的阴极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端连接正弦信号的另一个输出端，可控硅开关的控制极连接触发信号输入端IN，触发信号控制可控硅开关导通。

8.根据权利要求6或7所述的过零检测电路，其特征在于，可控硅开关的控制极和触发信号输入端IN之间还串联连接电阻R2。

9.根据权利要求1～7任意一项所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测电路还包括整流二极管D1，所述整流二极管D1串联在光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端的前向电路中。

10.根据权利要求1～7任意一项所述的过零检测电路，其特征在于，所述光电耦合器U1的两个输入端还连接一稳压二极管D2，所述稳压二极管D2的负极连接光电耦合器U1中的发光二极管正极连接的输入端，所述稳压二极管的正极连接光电耦合器U1中的发光二极管负极连接的输入端。

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