CN208060617U - Ac过零检测输出方波的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及AC过零检测输出方波的电路的技术。本实用新型解决了目前的过零检测电路输出波形正负半周都有，并且输出方波的占空比很难接近50％的问题，提出了一种AC过零检测输出方波的电路，其技术方案要点为：第一二极管的阳极连接火线，阴极通过第一电阻连接光电耦合器中发光二极管的阳极，发光二极管的阴极连接零线，第二二极管的阳极连接零线，阴极连接发光二极管的阳极，光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第二电阻连接直流电压源，发射极连接地线，第一电容的一端连接光敏三极管的集电极，另一端连接光敏三极管的发射极，第三电阻与第一电容并联，方波信号输出端连接光电耦合器中光敏三极管的集电极。

Description

AC过零检测输出方波的电路

技术领域

本实用新型涉及智能家电技术，特别涉及智能家电中AC过零检测输出方波的电路的技术。

背景技术

随着生活水平的提高和消费者审美观念的转变，各种智能家电已经陆续进入千家万户。此时用户对家电所关注的不仅仅是外观，更重要的是可靠性和性价比。

目前空气净化器中的空气新风机、高端空气净化器，智能马桶盖等产品均使用到PTC陶瓷加热装置，加热功率均达到1000W以上，加热的方式一般是将两只可控硅反向并联，再通过双向光电耦合器与单片机连接。可控硅可无触点快速接通或切断AC输入，实现交流电的通断、斩波，来达到PTC加热、恒温的目的。但可控硅接通或切断过程会造成巨大的电磁干扰，导致整机EMI测试不合格。为了减小可控硅开关时产生的巨大干扰，可控硅的驱动信号经常通过单片机检测到AC过零的方波信号再给出。

一般情况下，硬件电路设计师在电路设计时为了确保可控硅在通断时产生的巨大干扰造成的EMI测试问题、器件可靠性和电路可靠性，通常需要用到AC过零检测输出的方波信号，给予单片机指令，告知单片机何时输出控制可控硅通断的控制信号。

目前的过零检测电路的电路结构图检图1，该电路包括AC输入端、第四电阻R4、第五电阻R5、第三二极管D3，第四二极管D4、直流5V电压源、地线和方波信号输出端，其中第四电阻R4的一端连接AC输入端，另一端连接第三二极管D3的阳极，第五电阻R5的一端连接第三二极管D3的阳极，另一端连接方波信号输出端，第三二极管D3的阴极连接直流5V电压源，第四二极管D4的阳极连接地线，阴极连接第三二极管D3的阳极，通过该传统的过零检测电路输出波形正负半周都有，占空比很难接近50％。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种AC过零检测输出方波的电路，解决目前的过零检测电路输出波形正负半周都有，并且输出方波的占空比很难接近50％的问题。

本实用新型解决其技术问题，采用的技术方案是：AC过零检测输出方波的电路，包括火线、零线、地线、直流电压源和方波信号输出端，其特征在于，还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和光电耦合器，所述第一二极管的阳极连接火线，阴极通过第一电阻连接光电耦合器中发光二极管的阳极，发光二极管的阴极连接零线，第二二极管的阳极连接零线，阴极连接发光二极管的阳极，光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第二电阻连接直流电压源，发射极连接地线，第一电容的一端连接光敏三极管的集电极，另一端连接光敏三极管的发射极，第三电阻与第一电容并联，方波信号输出端连接光电耦合器中光敏三极管的集电极。

具体地，所述直流电压源的电压值为5V。

进一步地，所述光电耦合器的为型号为PC817的光电耦合器。

具体地，所述第一电阻为可调电阻，所述第一电阻的阻值范围为27千欧-100千欧。

再进一步地，所述第一电阻的阻值为68千欧。

具体地，所述第一电阻的阻值功率大于等于2瓦特。

本实用新型的有益效果是，通过上述AC过零检测输出方波的电路，AC交流输入通过第一二极管整流及第一电阻降压后，驱动光电耦合器中发光二极管端导通，形成一个电流而发光,光电耦合器中光敏三极管受到光照后产生另一电流，交流正半周光电耦合器导通，交流负半周光电耦合器截止，再通过次级电压值为5V的直流电压源第二电阻和第三电阻分压，进而形成幅度为3.3V的方波，其中第二电阻为上拉电阻，第三电阻为下拉电阻，电容第一电容为滤波电容，作用为平滑方波，通过本实用新型提出的AC过零检测输出方波的电路能够使输出方波的占空比更接近50％，并且可以降低可控硅通断时造成的巨大干扰，使整机满足EMI测试要求，提高产品可靠性。

附图说明

图1为目前的过零检测电路的电路结构图。

图2为本实用新型实施例的电路结构图。

其中，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为第四电阻，R5为第五电阻， D1为第一二极管，D2为第二二极管，D3为第三二极管，D4为第四二极管，C1为第一电容，N1A为光电耦合器中的发光二极管，N1B为光电耦合器中光敏三极管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。

本实用新型所述AC过零检测输出方波的电路，由火线、零线、地线、直流电压源、方波信号输出端、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和光电耦合器组成，其中，第一二极管的阳极连接火线，阴极通过第一电阻连接光电耦合器中发光二极管的阳极，发光二极管的阴极连接零线，第二二极管的阳极连接零线，阴极连接发光二极管的阳极，光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第二电阻连接直流电压源，发射极连接地线，第一电容的一端连接光敏三极管的集电极，另一端连接光敏三极管的发射极，第三电阻与第一电容并联，方波信号输出端连接光电耦合器中光敏三极管的集电极。

实施例

本实用新型实施例AC过零检测输出方波的电路，包括火线、零线、地线、直流电压源、方波信号输出端、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和光电耦合器，其电路结构图参见图2，其中，第一二极管D1的阳极连接火线，阴极通过第一电阻R1连接光电耦合器中发光二极管N1A的阳极，发光二极管N1A的阴极连接零线，第二二极管D2的阳极连接零线，阴极连接发光二极管N1A的阳极，光电耦合器中光敏三极管N1B的集电极通过第二电阻R2连接直流电压源，发射极连接地线，第一电容C1的一端连接光敏三极管N1B的集电极，另一端连接光敏三极管N1B的发射极，第三电阻R3与第一电容C1并联，方波信号输出端连接光电耦合器中光敏三极管N1B的集电极。

上述电路中，直流电压源的电压值优选为5V，为产生方波提供稳定电压，还可以根据需要选取其他电压值的直流电压源；光电耦合器的优选为型号为PC817的光电耦合器，该型号的光电耦合器体积小、寿命长无触点可靠性高、抗干扰能力强，可在发光二极管N1A通电时将线路中的电流信号转化为光信号，并且由光信号触发光敏三极管N1B产生电流信号，大大保证了信号传递的稳定性，起到隔离作用及光电转换作用，并且可以根据实际需要选择其它型号的光电耦合器，不限于本例中光电耦合器的型号。

其中，第一电阻R1为可调电阻，并且第一电阻R1的阻值范围优选为27千欧-100千欧，第一电阻R1的最佳阻值选择为68千欧，这里，第一电阻R1起到降压作用，并且在第一电阻 R1选取不同电压值时输出方波的占空比不同，第一电阻R1阻值选择为68千欧时，输出方波的占空比为50％；第一电阻R1的阻值功率优选地大于等于2瓦特，目的是降低第一电阻R1的温度，能够在电路通电时使第一电阻R1保持在一定的温度范围，提高了电路的可靠性，进而使输出的方波占空比更接近50％。

进一步优选地，为了达到降低可控硅通断时造成的巨大干扰，在设计电路的时候，增加的第一二极管D1起半波整流作用，可达到每隔半个交流电的周期输出一个方波信号，第一电阻R1不光起到降压的作用，更重要的是第一电阻R1的阻值不同，输出方波的占空比不同，第二二极管D2的目的是为了保护光电耦合器不被反向电压击穿，第二电阻R2和第三电阻R3 起到分压作用，并且第二电阻R2和第三电阻R3的阻值可根据不同需要调整，第一电容C1的作用为滤波且使输出方波更平滑。

通过本实用新型提出的AC过零检测输出方波的电路，可以使EMI测试余量大于6dB,并且能够使输出方波的占空比达到或接近50％，证明了该电路可靠性很高。

Claims (6)

1.AC过零检测输出方波的电路，包括火线、零线、地线、直流电压源和方波信号输出端，其特征在于，还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和光电耦合器，所述第一二极管的阳极连接火线，阴极通过第一电阻连接光电耦合器中发光二极管的阳极，发光二极管的阴极连接零线，第二二极管的阳极连接零线，阴极连接发光二极管的阳极，光电耦合器中光敏三极管的集电极通过第二电阻连接直流电压源，发射极连接地线，第一电容的一端连接光敏三极管的集电极，另一端连接光敏三极管的发射极，第三电阻与第一电容并联，方波信号输出端连接光电耦合器中光敏三极管的集电极。

2.根据权利要求1所述的AC过零检测输出方波的电路，其特征在于，所述直流电压源的电压值为5V。

3.根据权利要求1所述的AC过零检测输出方波的电路，其特征在于，所述光电耦合器的为型号为PC817的光电耦合器。

4.根据权利要求1所述的AC过零检测输出方波的电路，其特征在于，所述第一电阻为可调电阻，所述第一电阻的阻值范围为27千欧-100千欧。

5.根据权利要求4所述的AC过零检测输出方波的电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值为68千欧。

6.根据权利要求4或5所述的AC过零检测输出方波的电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值功率大于等于2瓦特。