CN218383032U - 一种过零检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过零检测电路，包括电压比较电路和单片机，其中所述电压比较电路的输出端与所述单片机连接，所述电压比较电路适于将所接收到的正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果往所述单片机上输出方波信号，所述单片机根据所接收到的方波信号控制电路的通断。其结构简单，通过将正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果以使所述单片机控制电路的通断，从而有效地杜绝了电弧的产生。

Description

一种过零检测电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种过零检测电路。

背景技术

对于家电行业来说，对其输入端过零检测电路，是非常有必要的，因为在驱动晶闸管时，我们需要从220V交流信号转化出一个方波信号作为我们驱动的基准，在不要隔离检测时候，现在我们一般通过三极管来搭建过零检测电路。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本实用新型提出一种过零检测电路，其结构简单，通过将正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果以使所述单片机控制电路的通断，从而有效地杜绝了电弧的产生。

上述目的是通过如下技术方案来实现的：

一种过零检测电路，包括电压比较电路和单片机，其中所述电压比较电路的输出端与所述单片机连接，所述电压比较电路适于将所接收到的正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果往所述单片机上输出方波信号，所述单片机根据所接收到的方波信号控制电路的通断。

在一些实施方式中，所述电压比较电路包括运算放大器、第一二极管、第二二极管和负载电阻，其中所述运算放大器的同相输入端分别与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极连接，其反相输入端分别与所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极连接，其输出端分别与所述负载电阻、所述单片机连接，并且所述负载电阻接地。

在一些实施方式中，所述运算放大器的电源正端与外部供电连接，其电源负端接地。

在一些实施方式中，还包括第一电阻，所述第一电阻一端与所述电压比较电路的同相输入端连接，另一端接地。

在一些实施方式中，还包括第二电阻，所述第二电阻一端与所述电压比较电路的反相输入端连接，另一端与市电连接，所述市电往所述电压比较电路的反相输入端上输入正弦波信号。

在一些实施方式中，还包括MOS管、开关单元和交流变压器，其中所述MOS管的栅极与所述单片机的输出端连接，MOS管的漏极接地，所述MOS管的源极通过所述开关单元分别与负载端子一端、所述交流变压器的第一管脚连接，所述交流变压器的第二管脚分别与负载端子另一端、交流电源的零线端连接，所述交流变压器的第三管脚与所述电压比较电路同相输入端连接，所述交流变压器的第四管脚与所述电压比较电路反相输入端连接。

在一些实施方式中，所述开关单元包括继电器，所述继电器的触点的第一端与所述交流电源的火线端连接，其触点的第二端分别与所述负载端子一端、所述交流变压器的第一管脚连接，所述继电器的线圈的第一端与外部电源连接，其线圈的第二端分别与所述MOS管的源极、所述单片机的输出端连接。

在一些实施方式中，还包括第三电阻和第四电阻，其中所述第三电阻一端与所述单片机的输出端连接，另一端分别与所述MOS管的栅极、所述第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端分别与所述继电器线圈的第二端、所述所述MOS管的源极连接

在一些实施方式中，所述参考电压为0。

与现有技术相比，本实用新型的至少包括以下有益效果：

1.本实用新型的过零检测电路，其结构简单，通过将正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果以使所述单片机控制电路的通断，从而有效地杜绝了电弧的产生。

附图说明

图1是本实用新型实施例中过零检测电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例中过零检测电路的应用示意图；

图3是本实用新型实施例中过零检测电路的波形示意图。

具体实施方式

以下实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型并不受这些实施例所限制。对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

实施例：

如图1至3所示，本实施例提供一种过零检测电路，包括单片机U2和电压比较电路1，其中单片机U2与电压比较电路1的输出端连接，电压比较电路1适于将所接收到的正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果往单片机U2上输出方波信号，单片机U2根据所接收到的方波信号控制电路的通断。

在本实施例中，由于电压比较电路1的同相输入端通过将第一电阻R1和第二电阻R2分别接地，并且市电往电压比较电路1的反相输入端上输入正弦波信号Vi，电压比较电路1适于将所接收到的正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果往单片机U2上输出方波信号，因此，电压比较电路1输出端所输出信号的波形将保持反向极性，其结构简单，通过将正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果以使单片机U2控制电路的通断，从而有效地杜绝了电弧的产生。

进一步地，电压比较电路1包括运算放大器IC、第一二极管D1、第二二极管D2和负载电阻RL，其中运算放大器IC的同相输入端分别与第一二极管D1的负极、第二二极管D2的正极、第一电阻R1连接，其反相输入端分别与第一二极管D1的正极、第二二极管D2的负极、第二电阻R2连接，其输出端分别与负载电阻RL、单片机U2连接，并且负载电阻RL接地。

优选地，运算放大器IC的电源正端与外部供电连接，其电源负端接地。

进一步地，还包括第一电阻R1，第一电阻R1一端与电压比较电路1的同相输入端连接，另一端接地；

优选地，还包括第二电阻R2，第二电阻R2一端与电压比较电路1的反相输入端连接，另一端与市电连接且接地，市电往电压比较电路1的反相输入端上输入正弦波信号；

具体地，参考电压为0。

在本实施例中，运算放大器IC的同相输入端分别与第一二极管D1的负极、第二二极管D2的正极、第一电阻R1一端连接，并且第一电阻R1另一端接地，运算放大器IC的反相输入端分别与第一二极管D1的正极、第二二极管D2的负极、第二电阻R2一端连接，第二电阻R2另一端与市电连接且接地，运算放大器IC的输出端分别与负载电阻RL一端、单片机U2连接，并且负载电阻RL另一端接地，运算放大器IC的电源正端与外部供电连接，其电源负端接地，从而形成过零检测电路。过零检测电路检测输入信号与参考电压电平，也就是GND相交的位置，对于每一次交叉，输出信号都会发生电平跳变。正如所提到的将参考电压设置为0后并将其应用于运算放大器IC的同相输入端上，每次输入波形的相位由正变为负或者由负变为正时，将施加在运算放大器IC反相输入端上的正弦波与参考电平进行比较，根据比较结果往单片机U2上输出方波信号V0，单片机U2根据所接收到的方波信号Vo控制电路的通断，从而及时在电流最小的零点处将主回路断开以最大限度地杜绝了电弧的产生。

进一步地，还包括MOS管Q1、开关单元和交流变压器T1，其中MOS管Q1的栅极与单片机U2的输出端连接，MOS管Q1的漏极接地，MOS管Q1的源极通过开关单元分别与负载端子CN2一端、交流变压器T1的第一管脚连接，交流变压器T1的第二管脚分别与负载端子CN2另一端、交流电源的零线端ACN连接，交流变压器T1的第三管脚与电压比较电路1同相输入端连接，交流变压器T1的第四管脚与电压比较电路1反相输入端连接。

优选地，开关单元包括继电器K1，继电器K1的触点的第一端与交流电源的火线端ACL连接，其触点的第二端分别与负载端子CN2一端、交流变压器T1的第一管脚连接，继电器K1的线圈的第一端与外部电源连接，其线圈的第二端分别与MOS管Q1的源极、单片机U2的输出端连接。

具体地，还包括第三电阻R21和第四电阻R19，其中第三电阻R21一端与单片机U2的输出端连接，另一端分别与MOS管Q1的栅极、第四电阻R19一端连接，第四电阻R19另一端分别与继电器K1线圈的第二端、MOS管Q1的源极连接。

如图2所示，运算放大器IC的输出端与单片机U2的输入端连接，单片机U2输出端与继电器K1连接，从而使运算放大器IC的输出端往单片机U2上输出方波信号V0后，单片机U2根据所接收到的方波信号Vo控制继电器K1的通断，进而实现单片机U2根据所接收到的方波信号控制电路的通断，更优地，运算放大器IC的输出端分别与负载电阻RL一端、单片机U2的输入端连接，单片机U2的输出端与第三电阻R21一端连接，第三电阻R21另一端分别与第四电阻R19一端、MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的漏极接地，MOS管Q1的源极分别与继电器K1、第四电阻R19另一端连接。在本实施例中，由于参考电压VREF为0，则市电的输入电压Vi每次过零时，输出电压V0就要产生跳变，从而使过零检测电路形成过零比较器。市电往电压比较电路1的反相输入端上输入正弦波信号Vi，当正弦波信号Vi的电压小于0V时，运算放大器IC所输出的方波信号V0将产生一次电压跳变，通过使方波信号Vo电压跳变且输出至单片机U2上，单片机U2进行检测，检测到方波信号Vo电压有变化,就会断开继电器K1以使电路实现断开；当正弦波信号Vi的电压大于0V时，运算放大器IC所输出的方波信号V0将产生一次电压跳变，通过使方波信号Vo电压跳变且输出至单片机U2上，单片机U2进行检测，检测到方波信号Vo电压有变化,就会闭合继电器K1以使电路实现导通。

具体地，当通过继电器K1驱动一个交流大电流负载时，由于交流电压在每时每刻都在发生变化，如果在峰值电压处断开继电器K1或者闭合继电器K1，由于此时电压过高，会导致继电器K1的闭合或者断开电流比较大，甚至会出现拉弧现象，这对于继电器K1的触点寿命来说是十分不利的，若0V电压处开关继电器K1，则可以大大减小此种影响。此外，在使用晶闸管来开关负载时，可以通过过零方波信号来提高一个信号基准，从而靠此基准来调整驱动信号的占空比。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，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。

Claims (9)

1.一种过零检测电路，其特征在于，包括电压比较电路和单片机，其中所述电压比较电路的输出端与所述单片机连接，所述电压比较电路适于将所接收到的正弦波信号与参考电压进行比较，根据比较结果往所述单片机上输出方波信号，所述单片机根据所接收到的方波信号控制电路的通断。

2.根据权利要求1所述的一种过零检测电路，其特征在于，所述电压比较电路包括运算放大器、第一二极管、第二二极管和负载电阻，其中所述运算放大器的同相输入端分别与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极连接，其反相输入端分别与所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极连接，其输出端分别与所述负载电阻、所述单片机连接，并且所述负载电阻接地。

3.根据权利要求2所述的一种过零检测电路，其特征在于，所述运算放大器的电源正端与外部供电连接，其电源负端接地。

4.根据权利要求1所述的一种过零检测电路，其特征在于，还包括第一电阻，所述第一电阻一端与所述电压比较电路的同相输入端连接，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的一种过零检测电路，其特征在于，还包括第二电阻，所述第二电阻一端与所述电压比较电路的反相输入端连接，另一端与市电连接，所述市电往所述电压比较电路的反相输入端上输入正弦波信号。

6.根据权利要求1所述的一种过零检测电路，其特征在于，还包括MOS管、开关单元和交流变压器，其中所述MOS管的栅极与所述单片机的输出端连接，MOS管的漏极接地，所述MOS管的源极通过所述开关单元分别与负载端子一端、所述交流变压器的第一管脚连接，所述交流变压器的第二管脚分别与负载端子另一端、交流电源的零线端连接，所述交流变压器的第三管脚与所述电压比较电路同相输入端连接，所述交流变压器的第四管脚与所述电压比较电路反相输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种过零检测电路，其特征在于，所述开关单元包括继电器，所述继电器的触点的第一端与所述交流电源的火线端连接，其触点的第二端分别与所述负载端子一端、所述交流变压器的第一管脚连接，所述继电器的线圈的第一端与外部电源连接，其线圈的第二端分别与所述MOS管的源极、所述单片机的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的一种过零检测电路，其特征在于，还包括第三电阻和第四电阻，其中所述第三电阻一端与所述单片机的输出端连接，另一端分别与所述MOS管的栅极、所述第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端分别与所述继电器线圈的第二端、所述MOS管的源极连接。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种过零检测电路，其特征在于，所述参考电压为0V。

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