我们日常使用的是220V/50HZ的交流电,是以50HZ频率不断变换的正弦波电压。过零检测电路可以检测到交流电正半波和负半波交变时的过零点。过零点在电子产品设计中大有用处哦!
过零检测电路原理
可以用光耦设计隔离型的过零检测电路,也可以用三极管设计简易的过零检测电路。
光耦设计隔离型的过零检测电路:
使用两个光耦可以得到交流电的正、负半波变换的零点。
交流电为正半波时上方光耦(U2)工作,光耦输出为低电平,当交流电接近零点时光耦(U2)停止工作,输出高电平。
交流电为负半波时下方光耦(U3)工作,光耦输出为低电平,当交流电接近零点时光耦(U4)停止工作,输出高电平。
交流电每次交变时,都得可以一个高电平输出。
三极管设计简易的过零检测电路:
交流电的火线(L)经过一个整流二极管,通过电阻限流进入三极管的基极(B),当交流电为正半波时,三极管导通,交流电为负半波时,受整流二极管的阻隔,三极管载止;所以三极管的集电极可以得到50HZ的方波信号,方波的上升沿和下降沿都是交流电的过零点。
利用过零点控制双向可控硅导通角
交流电机的转速,发热管发热功率控制,都是需要交流电的过零点配合的。
双向可控硅在交流电的正、负半波都可以导通。只要在正弦波周期给双向可控硅提供一个触发脉冲信号,双向可控硅就会导通,在过零点的时候,双向可控硅又会自动关闭。利用双向可控硅这些特性就可以控制交流电机转速或者发热管功率。
设计可控硅驱动程序的时候,需要通过过零检测电路检测交流电的零点信号,检测到交流电零点后,根据转速或者功率需要,延时一定时间再给双向可控硅提供触发信号。
75%功率:检测到零点后,延后2.5ms触发可控硅导通(半个正弦波为10ms),交流电只有1/4的时间通过负载。
50%功率:检测到零点后,延后5ms触发可控硅导通(半个正弦波为10ms),交流电只有一半的时间通过负载。
25%功率:检测到零点后,延后7.5ms触发可控硅导通(半个正弦波为10ms),交流电只有1/4的时间通过负载。
利用过零点控制继电器导通
继电器通过内部的电磁铁控制触点的闭合和断开;当继电器连接的负载较大时,触点闭合和断开瞬间电流特别大,会产生拉弧,触点瞬间发热严重,导致继电器触点粘连失效。为了减少继电器触点闭合时产生的拉弧,我们可以在交流电过零点的时候驱动继电器触点闭合或者断开,大大减少拉弧的出现。要实现此功能,当然少了不过零检测电路的参与了。
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