CN205506916U - 过零检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及过零检测电路，其包括电阻R6、电阻R1、二极管D1、二极管D2和电压比较器U1，电阻R6的一端与市电的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的一端与市电的另一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，电压比较器U1的正相输入端与二极管D1的正极连接，电压比较器U1的反相输入端与二极管D1的负极连接。本实用新型能解决利用交流电过零点进行同步质量较差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及过零检测电路。
背景技术
图1为常见的过零检测电路，但是它存在诸多的弊端，现列举如下：
1. 电阻消耗功率太大，发热较多。220V交流电，按照有效值进行计算三个47K的电阻平均每个电阻的功率为220^2/(3*47k)/3=114.42mw。对于0805的贴片电阻按照1/8w的功率计算，当前的消耗功率接近其额定功率，电阻 发热大较大。同时需要注意市电的有效值为220V，其峰值电压为311V，以此计算我们可以得到每个电阻的瞬时最大功率为228mw，严重超过了电阻的额定功率，因此使用是存在危险的。
2. 光耦的过零点反应速度慢,TZA上升沿时间长。实际测试发现光耦过零点上升沿和下降沿的跳变时间为120us左右(高低电平压差为3.3V)。对于一般的应用可以接受，但是对于通信中的同步应用该反应时间将严重影响通信质量。因为在120us内都可以认为是发生了过零事件，也就是说我对过零的判断可能存在最高达120us的偏差。
3. 根据光耦的导通特性，该电路的零点指示滞后实际交流电发生的零点。滞后时间可以根据光耦的导通电流计算，NEC2501的典型值是10ma，实际上，当前向电流达到1ma的时候光耦一般就已经导通了。现以1ma电流计算，电阻3×47k=141k,则电压为141V，相应的滞后零点时间约为1.5ms。假设0.5ma导通则电压为70V，则滞后时间为722us。
4. 光耦导通时间较长，即光耦电流由0变为导通电流这个渐变过程较长，导致光耦特性边缘时间差异明显，产品一致性差。假设以1ma作为光耦的导通电流，那么在220v交流电由0V变化到141V的过程需要1.5ms。而因为期间的一致性问题，部分光耦可能会在0.5ma的时候就导通，部分可能在0.7ma的时候导通。现假设一致性带来的最低导通电流为0.5ma，那么对应导通电压为71V，对应滞后零点时间为736us，这表明，不同光耦之间零点差异可能达到764us！(实际测试中我检测了10个样品，其中两个光耦导通性能差别最大的时间差达到50us，其他普遍在10us左右)。这为不同设备使用该电路进行同步制造了很大的麻烦。
5. 受光耦导通电流限制，该电路能够检测的交流信号幅度范围较窄。以1ma计算，该光耦只能检测交流信号幅度大于141V的信号。如果该信号用于同步，那么在设备进行低压测试时将不能获取同步信号。
6. TZA输出波形和标准方波相差较大，占空比高于50%。实际测试中占空比的时间误差达到1.2ms，在应用中该时差不能被忽略。
基于以上列出的各个问题导致利用交流电过零点进行同步质量较差，需要改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种过零检测电路，其能解决利用交流电过零点进行同步质量较差的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
过零检测电路，其包括电阻R6、电阻R1、二极管D1、二极管D2和电压比较器U1，电阻R6的一端与市电的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的一端与市电的另一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，电压比较器U1的正相输入端与二极管D1的正极连接，电压比较器U1的反相输入端与二极管D1的负极连接。
优选的，该过零检测电路还包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端与电压比较器U1的正相输入端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的一端与电压比较器U1的反相输入端连接，电阻R3的另一端接地。电阻R2和电阻R3的阻值为10kΩ。
优选的，电压比较器U1的电源端与一直流电压VCC连接，电压比较器U1的接地端接地。直流电压VCC的电压为5V。
优选的，电阻R6和电阻R1的阻值为1MΩ。
优选的，电压比较器U1的型号为LM358N。
本发明具有如下有益效果：
能够克服现有技术采用光耦进行隔离的弊端，提高了过零检测精度，使得利用交流电过零点进行同步质量较佳。
附图说明
图1为现有的过零检测电路的电路图；
图2为本实用新型较佳实施例的过零检测电路的电路图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图2所示，一种过零检测电路，其包括电阻R6、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电阻R2、电阻R3和电压比较器U1，电阻R6的一端与市电AC的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的一端与市电AC的另一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，电压比较器U1的正相输入端与二极管D1的正极连接，电压比较器U1的反相输入端与二极管D1的负极连接。电阻R2的一端与电压比较器U1的正相输入端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的一端与电压比较器U1的反相输入端连接，电阻R3的另一端接地。
电阻R2和电阻R3的阻值为10kΩ。
电压比较器U1的型号为LM358N。电压比较器U1的电源端与一直流电压VCC连接，电压比较器U1的接地端接地。直流电压VCC的电压为5V。
电阻R6和电阻R1的阻值为1MΩ。
本实施例的过零检测工作过程如下：
市电AC经过R6，R1分压后降到D1，D2两端后，在过零电压降到0.7V之前（二极管的结电压为0.7V，低于0.7V，二极管不导通），电压比较器U1不会动作，在过零电压降到0.7V之后，这个时候已经非常逼近过零点了，二极管不起作用，电压比较器相当于直接接市电，电压比较器再按1：1的比例检测真正的过零点，得到的过零时刻是非常准确的，最大误差也就是电压比较器失调电压（mV数量级）与市电电压（百V数量级）之比。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.过零检测电路，其特征在于，包括电阻R6、电阻R1、二极管D1、二极管D2和电压比较器U1，电阻R6的一端与市电的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D1的正极连接，电阻R1的一端与市电的另一端连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，二极管D2的正极与二极管D1的负极连接，电压比较器U1的正相输入端与二极管D1的正极连接，电压比较器U1的反相输入端与二极管D1的负极连接。
2.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，还包括电阻R2和电阻R3，电阻R2的一端与电压比较器U1的正相输入端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的一端与电压比较器U1的反相输入端连接，电阻R3的另一端接地。
3.如权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，电阻R2和电阻R3的阻值为10kΩ。
4.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，电压比较器U1的电源端与一直流电压VCC连接，电压比较器U1的接地端接地。
5.如权利要求4所述的过零检测电路，其特征在于，直流电压VCC的电压为5V。
6.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，电阻R6和电阻R1的阻值为1MΩ。
7.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，电压比较器U1的型号为LM358N。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108281971A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-13 | 深圳市力高科技有限公司 | 一种用于无功补偿装置投切开关的电压过零检测电路 |
| CN109738015A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-10 | 清华大学 | 信号处理装置 |
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2016
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