CN207675825U - 一种过零检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种过零检测电路，主要由二极管D1、限流电阻R1、滤波电容C1、稳压二极管TS1、开关三极管Q1、储能电容C2、隔离光耦U1组成，其中稳压二极管TS1和限流电阻R1构成充电电路，在交流电正弦波正半周对储能电容C2进行充电，在负半周由二极管D1反向截止，在保护电路的同时有效的降低功耗，滤波电容C1对充电的波形进行滤波，有效抑制干扰、毛刺等杂波导致的误触发现象，储能电容C2、二极管D1、开关三极管Q1、限流电阻R1、隔离光耦U1构成核心的触发电路，稳压二极管TS1保护充电电路和触发电路始终工作在合理的电压范围内，提高系统的可靠性。

Description

一种过零检测电路

技术领域

本实用新型属于过零检测技术领域，具体涉及一种过零检测电路。

背景技术

过零检测电路在通讯等行业有非常广泛的应用，尤其是电力线载波领域更是对过零电路提出低成本、高可靠、高精度、低功耗等要求，目前本领域技术人员已经设计出一种交流电过零检测电路，由电源充电电路和过零检测电路组成，充电电路提供电源，过零检测电路对交流电的过零点进行检测，并发出交流电过零信号脉冲，当交流电处于正半周时二极管正向导通，对电容充电，当交流电处于负半周时，二极管截止，电容上的电压基本维持不变，过零检测电路是在交流电过零，正半周刚开始的瞬间，导通光耦，发出交流电过零脉冲信号，驱动光耦的电路串接有电容，光耦导通时电容充电，当电容充满电后，光耦无电流流过，光耦的输出自动变为截止状态，这种结构虽然在一定程度上能满足低成本和高可靠的要求，但是在功耗和精度上还有很大的提升空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、检测精度高、功耗低并且稳定、可靠的过零检测电路，而且在宽温度范围内拥有较高的精度和较好的一致性，在不工作或没有触发时又能最大限度的降低电路的功耗。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种过零检测电路，包括充电电路和触发电路，所述充电电路包括交流电源、二极管D1、限流电阻R1和滤波电容C1，所述交流电源的火线端L与二极管D1的正极相连，所述二极管D1的负极与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端通过滤波电容C1与所述交流电源的零线端N相连，所述滤波电容C1的两端并联有一个稳压二极管TS1；

所述触发电路包括二极管D2、限流电阻R2、开关三极管Q1、电阻R3、电容C3、储能电容C2和隔离光耦U1，所述限流电阻R2与稳压二极管TS1并联，所述稳压二极管TS1的负极与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极通过储能电容C2与所述交流电源的零线端N相连；所述稳压二极管TS1的负极还与开关三极管Q1的基极相连，开关三极管Q1的发射极与二极管D2的负极相连，开关三极管Q1的集电极与隔离光耦U1的引脚1相连，隔离光耦U1的引脚2与稳压二极管TS1的正极相连，隔离光耦U1的引脚3与引脚4之间串接有一电容C3，隔离光耦U1的引脚3连接供电电压VCC，隔离光耦U1的引脚4接地。

所述隔离光耦U1的引脚3与电阻R3串联后连接供电电压VCC。

本实用新型带来的有益效果为：本实用新型提供的过零检测电路，所选用的电子器件均为常用器件，价格低廉，并且电路对元器件的参数并不敏感，在保证高性能、高可靠性的同时有效的降低成本，拥有非常大的市场竞争力；而且本实用新型中二极管D1和限流电阻R1构成充电电路，在正弦波正半周对储能电容C2进行充电，在负半周由二极管D1反向截止，在保护电路的同时有效的降低功耗；滤波电容C1对充电的波形进行滤波，有效抑制干扰、毛刺等杂波导致的误触发现象；稳压二极管TS1保护使储能电路和触发电路始终工作在合理的电压范围内，提高系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的电路图。

具体实施方式

一种过零检测电路，包括充电电路和触发电路，所述充电电路包括交流电源、二极管D1、限流电阻R1和滤波电容C1，所述交流电源的火线端L与二极管D1的正极相连，所述二极管D1的负极与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端通过滤波电容C1与所述交流电源的零线端N相连，所述滤波电容C1的两端并联有一个稳压二极管TS1；

所述触发电路包括二极管D2、限流电阻R2、开关三极管Q1、电阻R3、电容C3、储能电容C2和隔离光耦U1，所述限流电阻R2与稳压二极管TS1并联，所述稳压二极管TS1的负极与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极通过储能电容C2与所述交流电源的零线端N相连；所述稳压二极管TS1的负极还与开关三极管Q1的基极相连，开关三极管Q1的发射极与二极管D2的负极相连，开关三极管Q1的集电极与隔离光耦U1的引脚1相连，隔离光耦U1的引脚2与稳压二极管TS1的正极相连，隔离光耦U1的引脚3与引脚4之间串接有一电容C3，隔离光耦U1的引脚3连接供电电压VCC，隔离光耦U1的引脚4接地。

所述隔离光耦U1的引脚3与电阻R3串联后连接供电电压VCC。

以下结合实施例对实用新型的原理和特征进行详细描述，所举实施例仅用于描述实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种过零检测电路，包括充电电路和触发电路，所述充电电路包括交流电源、二极管D1、限流电阻R1和滤波电容C1，所述交流电源的火线端L与二极管D1的正极相连，所述二极管D1的负极与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端通过滤波电容C1与所述交流电源的零线端N相连，所述滤波电容C1的两端并联有一个稳压二极管TS1；所述触发电路包括二极管D2、限流电阻R2、开关三极管Q1、电阻R3、电容C3、储能电容C2和隔离光耦U1，所述限流电阻R2与稳压二极管TS1并联，所述稳压二极管TS1的负极与二极管D2的正极相连且连接点为A点，所述二极管D2的负极通过储能电容C2与所述交流电源的零线端N相连；所述稳压二极管TS1的负极还与开关三极管Q1的基极相连，开关三极管Q1的发射极与二极管D2的负极相连且连接点为B点，开关三极管Q1的集电极与隔离光耦U1的引脚1相连，隔离光耦U1的引脚2与稳压二极管TS1的正极相连，隔离光耦U1的引脚3与引脚4之间串接有一电容C3，电容C3与隔离光耦U1的引脚3连接于P点，隔离光耦U1的引脚3连接供电电压VCC，隔离光耦U1的引脚4接地；所述隔离光耦U1的引脚3与电阻R3串联后连接供电电压VCC。

本实用新型的过零检测电路在电网正弦波正半周通过二极管D1、限流电阻R1和滤波电容C1后通过二极管D2对储能电容C2进行充电，并且由于在充电过程中A点电压始终高于B点电压，开关三极管Q1始终处于截止状态，不会导致触发事件产生，当电网正弦波正半周结束时，也就是在过零时刻来临时，当A点电压下降到B点电压以下0.7V左右时，开关三极管Q1导通，在短时间内将储能电容C2中电能通过隔离光耦U1释放出去，在隔离光耦U1后端P点产生一个脉冲事件，稳压二极管反向击穿保护储能电路与触发电路的工作电压始终在合理范围内；在电网的正弦波负半周稳压二极管正向导通，将储能电路和触发电路的工作电压限制在0.7V以内，二极管D1反向截止，保证没有功率消耗；

触发电路的触发点发生在电网正弦波的正半周过零时刻向上稳压二极管击穿限制电压处，根据P点产生的脉冲信号可以通过公式(1)计算出提前时间:

公式(1)为：；

式中：为稳压二极管击穿后的限制电压；

为电网峰值电压；

为角频率，=2πf，f为电网交流电频率；

隔离光耦U1对于触发信号的传输有一个微秒级别的延时，本领域技术人员可以根据元器件的具体型号和使用的环境，通过适当的参数设计，将该电路的检测精度提高到所需要的水平。

本实用新型的过零检测电路采用的都是常见的元器件，价格低廉，市场供货稳定，拥有很大的价格优势，由公式(1)可知，本实用新型的过零检测电路的检测精度对所采用的阻容等元器件参数并不敏感，可替代性强，在正常工作温度范围内能够保证高精度、高可靠性的长时间工作。

Claims (2)

1.一种过零检测电路，包括充电电路和触发电路，其特征在于：所述充电电路包括交流电源、二极管D1、限流电阻R1和滤波电容C1，所述交流电源的火线端L与二极管D1的正极相连，所述二极管D1的负极与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端通过滤波电容C1与所述交流电源的零线端N相连，所述滤波电容C1的两端并联有一个稳压二极管TS1；

所述触发电路包括二极管D2、限流电阻R2、开关三极管Q1、电阻R3、电容C3、储能电容C2和隔离光耦U1，所述限流电阻R2与稳压二极管TS1并联，所述稳压二极管TS1的负极与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极通过储能电容C2与所述交流电源的零线端N相连；所述稳压二极管TS1的负极还与开关三极管Q1的基极相连，开关三极管Q1的发射极与二极管D2的负极相连，开关三极管Q1的集电极与隔离光耦U1的引脚1相连，隔离光耦U1的引脚2与稳压二极管TS1的正极相连，隔离光耦U1的引脚3与引脚4之间串接有一电容C3，隔离光耦U1的引脚3连接供电电压VCC，隔离光耦U1的引脚4接地。

2.根据权利要求1所述的一种过零检测电路，其特征在于：所述隔离光耦U1的引脚3与电阻R3串联后连接供电电压VCC。