一種過零檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于電壓檢測【技術領域】，提供了一種過零檢測電路。本實用新型通過采用包括電阻、第一二極管、第二二極管及比較單元的過零檢測電路，在交流火線上的正半周交流電與交流零線上的負半周交流電在零點電壓處過渡時，比較單元根據交流火線的電壓和交流零線的電壓相應地輸出過零檢測信號，外部控制芯片通過判斷該過零檢測信號的變化便可得到交流電的過零點，由此便可對交流電實現可靠的過零檢測，且整個過零檢測電路的電路結構簡單，成本低，解決了現有的過零檢測電路所存在的電路結構復雜、成本高且可靠性低的問題。
【專利說明】一種過零檢測電路

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電壓檢測【技術領域】，尤其涉及一種過零檢測電路。

【背景技術】
[0002]過零檢測電路可用于判斷單相交流電源的頻率和電壓反相點(即過零點)。過零檢測電路目前主要應用于強電通訊系統，為強電通訊系統執行數據收發操作提供依據、為有源功率因數校正系統提供頻率參考。過零檢測電路也可以應用于帶有？無級調速電機的電控系統中，為系統調節電機的轉速提供依據，以使電控系統中的可控硅控制更加準確，并且可以減小可控硅的開關損耗，減小浪涌沖擊能量對晶閘管的損害，從而提高系統的可靠性和使用壽命。
[0003]在現有技術當中，普遍采用以下兩種方式實現過零檢測電路:
[0004](1)如圖1所示，過零檢測電路中使用變壓器II對交流電…進行降壓，再通過二極管01和二極管02進行全波整流得到脈動直流波形，該脈動直流波形經過電阻網絡(電阻尺1、電阻82及電阻分壓和電容濾除高頻成分后，在三極管的基極形成電壓波形，當三極管的基極電壓大于0.7\時，三極管導通，在三極管的集電極形成低電平；當三極管的基極電壓小于0.7\時，三極管關斷，三極管的集電極通過上拉電阻尺4形成高電平。如果交流電的頻率為？，通過三極管的反復通斷，在0點就會形成頻率為2？的脈沖波形，由此便可檢測交流電的過零點。
[0005](2)如圖2所示的過零檢測電路，其可輸出更加精準可靠的過零信號，由于火線I和零線~所輸入的2207交流電⑷的波形為正弦波，大部分電壓加載在功率電阻85上，小部分電壓加在雙向光耦101上，當電壓在過零點(零點附近)時，雙向光耦101和三極管02導通，則0點的信號為低電平；當電壓不在零點附近時，雙向光耦皿和三極管02截止，則0點的信號為高電平，通過對0點的信號進行采集便可基本判斷出交流電的過零點。如果交流電的頻率為？，則0點的電壓頻率為2？。
[0006]從上述兩種現有的過零檢測電路可知，兩者的電路結構都較為復雜，需要增加隔離器件(如圖1中的變壓器II和圖2中的雙向光耦10，從而導致電路成本較高。另外，對于電路可靠性而言，電路結構越復雜，出現故障的可能性就會越高，則其可靠性就會越低。因此，現有的過零檢測電路存在電路結構復雜、成本高且可靠性低的問題。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在于提供一種過零檢測電路，旨在解決現有的過零檢測電路所存在的電路結構復雜、成本高且可靠性低的問題。
[0008]本實用新型是這樣實現的，一種過零檢測電路，其包括:
[0009]電阻、第一二極管、第二二極管以及比較單元；
[0010]所述電阻的第一端連接交流火線，所述電阻的第二端與所述第一二極管的陰極以及所述第二二極管的陽極共接于所述比較單元的第一輸入端，所述第一二極管的陽極與所述第二二極管的陰極以及所述比較單元的第二輸入端共接于交流零線，所述比較單元的輸出端輸出過零檢測信號；
[0011]在所述交流火線上的正半周交流電與所述交流零線上的負半周交流電在零點電壓處相互過渡時，所述比較單元根據所述交流火線的電壓和所述交流零線的電壓相應地輸出所述過零檢測信號。
[0012]本實用新型通過采用包括電阻、第一二極管、第二二極管及比較單元的過零檢測電路，在交流火線上的正半周交流電與交流零線上的負半周交流電在零點電壓處過渡時，比較單元根據交流火線的電壓和交流零線的電壓相應地輸出過零檢測信號，外部控制芯片通過判斷該過零檢測信號的變化便可得到交流電的過零點，由此便可對交流電實現可靠的過零檢測，且整個過零檢測電路的電路結構簡單，成本低，解決了現有的過零檢測電路所存在的電路結構復雜、成本高且可靠性低的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現有技術所提供的過零檢測電路的電路結構圖；
[0014]圖2是現有技術所提供的另一種過零檢測電路的電路結構圖；
[0015]圖3是本實用新型實施例提供的過零檢測電路的結構圖；
[0016]圖4是本實用新型實施例所涉及的交流電的波形圖；
[0017]圖5是本實用新型實施例提供的過零檢測電路的示例結構圖；
[0018]圖6是圖5所示的過零檢測電路所涉及的過零檢測信號與交流電波形的對應關系圖；
[0019]圖7是本實用新型實施例提供的過零檢測電路的另一示例結構圖；
[0020]圖8是圖7所示的過零檢測電路所涉及的過零檢測信號與交流電波形的對應關系圖。

【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0022]圖3示出了本實用新型實施例提供的過零檢測電路的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下:
[0023]本實用新型實施例提供的過零檢測電路包括電阻81、第一二極管01、第二二極管02以及比較單元100。
[0024]電阻町的第一端連接交流火線匕電阻町的第二端與第一二極管01的陰極以及第二二極管02的陽極共接于比較單元100的第一輸入端，第一二極管01的陽極與第二二極管02的陰極以及比較單元100的第二輸入端共接于交流零線I比較單元100的輸出端輸出過零檢測信號。
[0025]在交流火線[上的正半周交流電與交流零線~上的負半周交流電在零點電壓處相互過渡時，比較單元100根據交流火線I的電壓和交流零線~的電壓相應地輸出上述的過零檢測信號。
[0026]對于上述內容，此處需要說明的是，由于交流電…的波形是正半周與負半周交替過渡的正弦波，交流火線[和交流零線~分別負責傳輸正半周交流電和負半周交流電，如圖4所示，正半周波形與負半周波形之間交替過渡是在零點電壓處實現的，假設在正半周交流電的電壓降低并接近零點電壓時，交流火線I的電壓大于交流零線~的電壓，比較單元100會輸出高電平作為過零檢測信號，而在正半周波形越過零點電壓過渡至負半周波形后，交流火線I的電壓小于交流零線~的電壓，比較單元100會輸出低電平作為過零檢測信號，則外部的控制芯片根據比較單元100所輸出的電平變化便可準確地獲取交流電的過零點。
[0027]進一步的，如圖5所示，比較單元100為比較器仍，比較器仍的同相輸入端、反相輸入端及輸出端分別為比較單元100的第一輸入端、第二輸入端及輸出端，比較器口 1的正電源端和負電源端分別連接正電源7(:0和負電源^⑶-。比較器仍具體可以是型號為11319的比較器。
[0028]以下結合具體工作原理對圖5所示的過零檢測電路作進一步說明:
[0029]在交流電的正半周交流電的電壓大于0.或者負半周交流電的電壓小于-0.時，比較器仍維持上一個狀態且不動作，而在交流電的正半周交流電的電壓小于0.〖V或者負半周交流電的電壓大于-0.時，第一二極管01和第二二極管02不導通工作。在正半周交流電的電壓降低至0.7乂并逐步接近零電壓的過程中，由于交流火線[的電壓大于交流零線~的電壓，所以比較器仍會輸出高電平(即過零檢測信號)；在正半周交流電的電壓越過零電壓并過渡至負半周交流電的過程中，由于交流火線I的電壓小于交流零線~的電壓，所以比較器口 1會輸出低電平(即過零檢測信號)，則外部的控制芯片根據比較器口 1的輸出在此過程中從高電平變換為低電平，便可準確得到交流電的過零點。同理，在負半周交流電的電壓增大至-0.7\并逐步接近零電壓的過程中，由于交流火線I的電壓小于交流零線~的電壓，所以比較器仍會輸出低電平(即過零檢測信號)；在負半周交流電的電壓越過零電壓并過渡至正半周交流電的過程中，由于交流火線[的電壓大于交流零線~的電壓，所以比較器口 1會輸出高電平(即過零檢測信號)，則外部的控制芯片根據比較器口 1的輸出在此過程中從低電平變換為高電平，便可準確得到交流電的過零點。
[0030]上述過零檢測信號與交流電波形的對應關系如圖6所示，在本實用新型實施例中，上述過零檢測信號的誤差是比較器仍的失調電壓(毫伏數量級)與交流電壓(百伏數量級)之比，相對于圖1和圖2所示的兩種方案，上述過零檢測信號的精度提高了 2個數量級，因此，通過本實用新型實施例所提供的過零檢測電路能夠更加準確地獲取過零檢測信號，以提升對過零點的檢測精度。
[0031]進一步的，如圖7所示，比較單元100還可為比較器似，比較器似的反相輸入端、同相輸入端及輸出端分別為比較單元100的第一輸入端、第二輸入端及輸出端，比較器口2的正電源端和負電源端分別連接正電源7(:0和負電源^⑶-。比較器似具體可以是型號為11319的比較器。
[0032]以下結合具體工作原理對圖7所示的過零檢測電路作進一步說明:
[0033]在交流電的正半周交流電的電壓大于0.7\或者負半周交流電的電壓小于-0.7\時，比較器似維持上一個狀態且不動作，而在交流電的正半周交流電的電壓小于0.〖V或者負半周交流電的電壓大于-0.時，第一二極管01和第二二極管02不導通工作。在正半周交流電的電壓降低至0.7乂并逐步接近零電壓的過程中，由于交流火線[的電壓大于交流零線~的電壓，所以比較器似會輸出低電平(即過零檢測信號)；在正半周交流電的電壓越過零電壓并過渡至負半周交流電的過程中，由于交流火線I的電壓小于交流零線~的電壓，所以比較器口2會輸出高電平(即過零檢測信號)，則外部的控制芯片根據比較器口2的輸出在此過程中從低電平變換為高電平，便可準確得到交流電的過零點。同理，在負半周交流電的電壓增大至-0.7\并逐步接近零電壓的過程中，由于交流火線I的電壓小于交流零線~的電壓，所以比較器似會輸出高電平(即過零檢測信號)；在負半周交流電的電壓越過零電壓并過渡至正半周交流電的過程中，由于交流火線[的電壓大于交流零線~的電壓，所以比較器口2會輸出低電平(即過零檢測信號)，則外部的控制芯片根據比較器口2的輸出在此過程中從高電平變換為低電平，便可準確得到交流電的過零點。
[0034]上述過零檢測信號與交流電波形的對應關系如圖8所示，在本實用新型實施例中，上述過零檢測信號的誤差是比較器似的失調電壓(毫伏數量級)與交流電壓(百伏數量級)之比，相對于圖1和圖2所示的兩種方案，上述過零檢測信號的精度提高了 2個數量級，因此，通過本實用新型實施例所提供的過零檢測電路能夠更加準確地獲取過零檢測信號，以提升對過零點的檢測精度。
[0035]綜上所述，本實用新型實施例通過采用包括電阻81、第一二極管01、第二二極管02及比較單元100的過零檢測電路，在交流火線I上的正半周交流電與交流零線~上的負半周交流電在零點電壓處過渡時，比較單元100根據交流火線I的電壓和交流零線~的電壓相應地輸出過零檢測信號，外部控制芯片通過判斷該過零檢測信號的變化便可得到交流電的過零點，由此便可對交流電實現可靠的過零檢測，且整個過零檢測電路的電路結構簡單，成本低，解決了現有的過零檢測電路所存在的電路結構復雜、成本高且可靠性低的問題。
[0036]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種過零檢測電路，其特征在于，所述過零檢測電路包括: 電阻、第一二極管、第二二極管以及比較單元； 所述電阻的第一端連接交流火線，所述電阻的第二端與所述第一二極管的陰極以及所述第二二極管的陽極共接于所述比較單元的第一輸入端，所述第一二極管的陽極與所述第二二極管的陰極以及所述比較單元的第二輸入端共接于交流零線，所述比較單元的輸出端輸出過零檢測信號； 在所述交流火線上的正半周交流電與所述交流零線上的負半周交流電在零點電壓處相互過渡時，所述比較單元根據所述交流火線的電壓和所述交流零線的電壓相應地輸出所述過零檢測信號。
2.如權利要求1所述的過零檢測電路，其特征在于，所述比較單元為比較器，所述比較器的同相輸入端、反相輸入端及輸出端分別為所述比較單元的第一輸入端、第二輸入端及輸出端，所述比較器的正電源端和負電源端分別連接正電源和負電源。
3.如權利要求2所述的過零檢測電路，其特征在于，所述比較器是型號為LM319的比較器。
4.如權利要求1所述的過零檢測電路，其特征在于，所述比較單元為比較器，所述比較器的反相輸入端、同相輸入端及輸出端分別為所述比較單元的第一輸入端、第二輸入端及輸出端，所述比較器的正電源端和負電源端分別連接正電源和負電源。
5.如權利要求4所述的過零檢測電路，其特征在于，所述比較器是型號為LM319的比較器。
【文檔編號】G01R19/175GK204228811SQ201420656386
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】朱道軍 申請人:廣東美的制冷設備有限公司