CN211826219U - 一种ac电压过零触发检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种AC电压过零触发检测电路，它涉及AC电压保护控制技术领域。第一电阻的一端与市政供电的火线相连，第一电阻另一端连接第二电阻至运算放大器的3脚相连，第三电阻的一端与市政供电的零线相连，第三电阻另一端依次连接第四电阻、TVS瞬态二极管至运算放大器的3脚，第二电阻、第四电阻与TVS瞬态二极管相接的节点分别连接第五电阻、第六电阻至地端，运算放大器的4脚与5脚之间接有电容，运算放大器的5脚连接至3.3V供电电源，运算放大器的1脚连接第七电阻至3.3V供电电源。本实用新型元器件少，简单可靠，能精确地对正弦波进行信号处理，延长继电器使用寿命，提升负载电流，成本低，精度高，应用前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是AC电压保护控制技术领域，具体涉及一种AC电压过零触发检测电路。
背景技术
目前，在市政建设领域，AC正弦波作为标准市电供电源，在实际工作应用中可能需要频繁的AC输入开断，但是如果负载是LED驱动电源等容性负载，在投切过程中会出现非常大的过冲电流，继电器交流触电容易被烧坏，影响继电器的寿命。基于此，设计一种新型的AC电压过零触发检测电路尤为必要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种AC电压过零触发检测电路，结构设计合理，元器件少，简单可靠，能精确地对正弦波进行信号处理，延长继电器使用寿命，提升负载电流，成本低，精度高，易于推广使用。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种AC电压过零触发检测电路，包括运算放大器、TVS瞬态二极管、第一电阻-第七电阻和电容，第一电阻的一端与市政供电的火线相连，第一电阻的另一端连接第二电阻至运算放大器的3脚相连，第三电阻的一端与市政供电的零线相连，第三电阻的另一端依次连接第四电阻、TVS瞬态二极管至运算放大器的3脚，所述第二电阻与TVS瞬态二极管相接的节点连接第五电阻至地端，第四电阻与TVS瞬态二极管相接的节点连接第六电阻至地端，运算放大器的2脚、4脚均接地，运算放大器的4脚与5脚之间接有电容，运算放大器的5脚连接至3.3V供电电源，运算放大器的1脚连接第七电阻至3.3V供电电源，运算放大器的1脚输出处理过的过零信号。
作为优选，所述的运算放大器采用运算放大器TS321，作为比较器对正弦波形进行处理。
作为优选，所述的TVS瞬态二极管采用瞬态二极管PESD5V0S1BB，用以限制AC信号分压后的电压幅值，保护运算放大器的输入口端不会过压损坏。
作为优选，所述的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值均为100KΩ，第五电阻、第六电阻的阻值均为249Ω，第七电阻的阻值为100KΩ，为后续单片机提供一个默认高电平信号。
作为优选，所述的电容作为运算放大器的供电电压去偶电容，其容值为0.1uF。
本实用新型的有益效果：本电路使用常用的电子元器件进行信号检测，能精确地对正弦波进行信号处理，元器件少，简单可靠，使用方便，大大延长继电器使用寿命，提升负载电流，成本低，精度高，应用前景广阔。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型的电路图；
图2为本实用新型AC交流信号经电阻分压后的输出波形图；
图3为本实用新型经过运算放大器输出的波形图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参照图1-3，本具体实施方式采用以下技术方案：一种AC电压过零触发检测电路，包括运算放大器U1、TVS瞬态二极管D1、第一电阻R1-第七电阻R7和电容C1，第一电阻R1的一端与市政供电的火线相连，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2至运算放大器U1的3脚相连，第三电阻R3的一端与市政供电的零线相连，第三电阻R3的另一端依次连接第四电阻R4、TVS瞬态二极管D1至运算放大器U1的3脚，所述第二电阻R2与TVS瞬态二极管D1相接的节点连接第五电阻R5至地端，第四电阻R4与TVS瞬态二极管D1相接的节点连接第六电阻R6至地端，运算放大器U1的2脚、4脚均接地，运算放大器U1的4脚与5脚之间接有电容C1，运算放大器U1的5脚连接至3.3V供电电源，运算放大器U1的1脚连接第七电阻R7至3.3V供电电源，运算放大器U1的1脚输出处理过的过零信号。
值得注意的是，所述的运算放大器U1采用运算放大器TS321，作为比较器对正弦波形进行处理。
所述的TVS瞬态二极管D1采用瞬态二极管PESD5V0S1BB，用以限制AC信号分压后的电压幅值，保护运算放大器U1的输入口端不会过压损坏。
所述的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值均为100KΩ，第五电阻R5、第六电阻R6的阻值均为249Ω，第七电阻R7的阻值为100KΩ，为后续单片机提供一个默认高电平信号。
此外，所述的电容C1作为运算放大器U1的供电电压去偶电容，其容值为0.1uF。
本具体实施方式第一电阻R1、第二电阻R2与所述第五电阻R5对交流正弦波进行分压，同理，第三电阻R3、第四电阻R4与第六电阻R6对交流正弦波进行分压，分压后得到幅值满足运算放大器U1的正极输入电压范围，与负极的接地信号进行比较，当正弦波的电压幅值大于0V时，所述运算放大器U1就输出高电平，当正弦波电压低于0V时，运算放大器U1就输出低电平。
该电路的工作原理为：AC交流经过第一电阻R1、第二电阻R2及第五电阻R5被分压到0.25V左右的正弦波(以220VAC为例)，将运算放大器U1的输入负极IN-接地，将AC电压分压后的波形输入到运算放大器U1的正极IN+，运算放大器U1被作为比较器将IN+的信号与IN-的信号进行比较：当IN+的信号大于0V时，即AC电压在正半周期时，运算放大器U1输出3.3V高电平；当IN+的信号小于0V时，即AC电压在负半周期时，运算放大器U1输出0V低电平，运算放大器输出信号为周期为20ms，占空比为50%的调制信号(以50hz 交流信号为例)，PWM的电平变化点(由高电平变低电平或由低电平变高电平)即为交流正弦波的过零点，在交流信号的过零点进行继电器的投切，可实现对继电器最小的损伤，以及负载电流容量的最大提升和优化。
本具体实施方式通过运算放大器的轨到轨特性，可实现交流电压几乎0V电压的触发，比使用光耦在交流信号的低于某一个电压值才能触发的方式更准确，并且不论50HZ或60HZ、110V或380V，均可完全适用并准确判断出AC交流信号过零触发点。该电路广泛用于市电通过继电器在过零点进行投切的的检测，电路结构简单，使用常用的电子元器件进行信号检测，元器件少，且方便可靠，精度高，有效实现对AC电压波形精确处理，进而得出AC电压的过零点，大大延长继电器使用寿命，提升负载电流，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种AC电压过零触发检测电路，其特征在于，包括运算放大器(U1)、TVS瞬态二极管(D1)、第一电阻(R1)-第七电阻(R7)和电容(C1)，第一电阻(R1)的一端与市政供电的火线相连，第一电阻(R1)的另一端连接第二电阻(R2)至运算放大器(U1)的3脚相连，第三电阻(R3)的一端与市政供电的零线相连，第三电阻(R3)的另一端依次连接第四电阻(R4)、TVS瞬态二极管(D1)至运算放大器(U1)的3脚，所述第二电阻(R2)与TVS瞬态二极管(D1)相接的节点连接第五电阻(R5)至地端，第四电阻(R4)与TVS瞬态二极管(D1)相接的节点连接第六电阻(R6)至地端，运算放大器(U1)的2脚、4脚均接地，运算放大器(U1)的4脚与5脚之间接有电容(C1)，运算放大器(U1)的5脚连接至3.3V供电电源，运算放大器(U1)的1脚连接第七电阻(R7)至3.3V供电电源。
2.根据权利要求1所述的一种AC电压过零触发检测电路，其特征在于，所述的运算放大器(U1)采用运算放大器TS321。
3.根据权利要求1所述的一种AC电压过零触发检测电路，其特征在于，所述的TVS瞬态二极管(D1)采用瞬态二极管PESD5V0S1BB。
4.根据权利要求1所述的一种AC电压过零触发检测电路，其特征在于，所述的第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)的阻值均为100KΩ，第五电阻(R5)、第六电阻(R6)的阻值均为249Ω，第七电阻(R7)的阻值为100KΩ。
5.根据权利要求1所述的一种AC电压过零触发检测电路，其特征在于，所述的电容(C1)容值为0.1UF。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922000127.4U CN211826219U (zh) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 一种ac电压过零触发检测电路 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN211826219U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110954739A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-03 | 上海沪臻智能科技有限公司 | 一种ac电压过零触发检测电路 |
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2019
- 2019-11-19 CN CN201922000127.4U patent/CN211826219U/zh active Active
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| CN110954739A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-04-03 | 上海沪臻智能科技有限公司 | 一种ac电压过零触发检测电路 |
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