專(zhuān)利名稱(chēng)：交流電過(guò)零檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測(cè)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種交流電過(guò)零檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
電源功率因素校正電路中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導(dǎo)通時(shí)間的控制，以及電機(jī)的調(diào)速控制，通常是以交流電的過(guò)零點(diǎn)作為控制基準(zhǔn)。而現(xiàn)有技術(shù)中的交流電過(guò)零檢測(cè)電路通常存在抗干擾能力不強(qiáng)或檢測(cè)靈敏度不高等缺陷。如圖I所示，圖I是現(xiàn)有技術(shù)中ー種交流電過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該電路包括電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻Rl2、ニ極管D3、ニ極管D4、三極管Q1、電容C3及電源VCC。其中，ニ極管D3的陽(yáng)極與交流電火線(xiàn)輸入端ACL連接，ニ極管D4的陽(yáng)極與交流電零線(xiàn)輸入端ACN連接，ニ極管D3的陰極與ニ極管D4的陰極連接，且經(jīng)電阻R9和電阻Rll 與三極管Ql的基極連接，電阻RlO的一端連接于電阻R9和電阻Rll之間，電阻RlO的另ー端接地，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻R12與電源VCC連接，且經(jīng)電容C3接地。其中，三極管Ql的集電極為該電路的交流電過(guò)零檢測(cè)點(diǎn)。該電路由于沒(méi)有采用隔離元件將強(qiáng)電端和弱電端進(jìn)行隔離，因此，該電路的抗干擾能力不強(qiáng)。如圖2所示，圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另ー種交流電過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該電路包括電阻R13、電阻R14、ニ極管D5、光耦OCl及電源VCC。其中，電阻R13的一端與交流電火線(xiàn)輸入端ACL連接，其另一端與光耦OCl中發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接，光耦OCl中發(fā)光ニ極管的陽(yáng)極還與ニ極管D5的陰極連接，光耦OCl中發(fā)光二極管的陰極及ニ極管D5的陽(yáng)極均與交流電零線(xiàn)輸入端ACN連接，光耦OCl中三極管的集電極經(jīng)電阻R14與電源VCC連接，光耦OCl中三極管的發(fā)射極接地。其中，光耦OCl中三極管的集電極為該電路的交流電過(guò)零檢測(cè)點(diǎn)。該電路雖然采用了隔離元件(光耦0C1)將強(qiáng)電端和弱電端進(jìn)行了隔離。但是，由于光耦OCl本身的導(dǎo)通特性(導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng))，使得該電路對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)滯后于實(shí)際交流電的過(guò)零點(diǎn)，從而使得該電路對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)靈敏度不高；并且，由于受光耦OCl導(dǎo)通電流的限制，使得該電路所能檢測(cè)的交流電信號(hào)的幅度范圍較窄，其不能對(duì)交流電進(jìn)行全波檢測(cè)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供ー種交流電過(guò)零檢測(cè)電路，g在使得其過(guò)零檢測(cè)的抗干擾能力強(qiáng)、檢測(cè)靈敏度高且能對(duì)交流電進(jìn)行全波檢測(cè)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出ー種交流電過(guò)零檢測(cè)電路，該交流電過(guò)零檢測(cè)電路包括交流電火線(xiàn)輸入端、交流電零線(xiàn)輸入端、第一輸入電路、第二輸入電路、電壓比較器、單片機(jī)及供電電源，其中所述第一輸入電路，一端與所述交流電火線(xiàn)輸入端連接，另一端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，用于對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給所述電壓比較器的同相輸入端；[0008]所述第二輸入電路，一端與所述交流電零線(xiàn)輸入端連接，另一端與所述電壓比較器的反相輸入端連接，用于對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給所述電壓比較器的反相輸入端；所述電壓比較器，其同相輸入端與所述第一輸入電路連接，其反相輸入端與所述第二輸入電路連接，其輸出端與所述單片機(jī)連接，用于對(duì)其同相輸入端的電壓信號(hào)和反相輸入端的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并輸出一方波信號(hào)給所述單片機(jī)；所述單片機(jī)，用于對(duì)所述電壓比較器輸出的所述方波信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)選地，還包括第一電容，連接于所述第一輸入電路和所述第二輸入電路之間，用于對(duì)所述第一輸入電路及所述第二輸入電路的高頻干擾進(jìn)行濾波。
·[0013]優(yōu)選地，所述第一輸入電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一鉗位ニ極管及第ー穩(wěn)壓ニ極管，第一電阻的一端與所述交流電火線(xiàn)輸入端連接，第一電阻的另一端經(jīng)第二電阻分別與電壓比較器的同相輸入端連接及第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端接地，第一鉗位ニ極管的陰極與所述供電電源連接，第一鉗位ニ極管的陽(yáng)極與第一穩(wěn)壓ニ極管的陰極連接，且與所述電壓比較器的同相輸入端連接，第一穩(wěn)壓ニ極管的陽(yáng)極接地。優(yōu)選地，所述第二輸入電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第二鉗位ニ極管及第ニ穩(wěn)壓ニ極管，第四電阻的一端與所述交流電零線(xiàn)輸入端連接，第四電阻的另一端經(jīng)第五電阻分別與所述電壓比較器的反相輸入端連接及第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端接地，第二鉗位ニ極管的陰極與所述供電電源連接，第一鉗位ニ極管的陽(yáng)極與第二穩(wěn)壓ニ極管的陰極連接，且與所述電壓比較器的反相輸入端連接，第二穩(wěn)壓ニ極管的陽(yáng)極接地。優(yōu)選地，還包括RC濾波電路，用于對(duì)所述電壓比較器輸出端的高頻干擾進(jìn)行濾波。優(yōu)選地，所述RC濾波電路包括第七電阻和第二電容，所述第七電阻的一端與所述電壓比較器的輸出端連接，所述第七電阻的另一端與所述單片機(jī)連接，且經(jīng)所述第二電容接地。優(yōu)選地，還包括上拉電阻，一端與所述電壓比較器的輸出端連接，另一端與所述供電電源連接。本實(shí)用新型提出的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，采用第一輸入電路對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器的同相輸入端，采用第二輸入電路對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器的反相輸入端，然后通過(guò)電壓比較器對(duì)其同相輸入端的電壓信號(hào)和反相輸入端的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，輸出一方波信號(hào)給單片機(jī)，最后通過(guò)單片機(jī)對(duì)該方波信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)。由于電壓比較器的輸入阻抗很高，使得該電壓比較器將電路的強(qiáng)電端和弱電端進(jìn)行了隔離，從而增強(qiáng)了本實(shí)用新型的抗干擾能力；并且，由于本實(shí)用新型是通過(guò)對(duì)方波信號(hào)的上升沿及下降沿的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)，提高了對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)靈敏度；同時(shí)，本實(shí)用新型還能對(duì)所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行全波檢測(cè)。
圖I是現(xiàn)有技術(shù)中ー種交流電過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種交流電過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)不意圖；圖3是本實(shí)用新型交流電過(guò)零檢測(cè)電路較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)ー步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及具體實(shí)施例進(jìn)ー步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖3是本實(shí)用新型交流電過(guò)零檢測(cè)電路較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。 參照?qǐng)D3，本實(shí)用新型交流電過(guò)零檢測(cè)電路包括交流電火線(xiàn)輸入端ACL、交流電零線(xiàn)輸入端ACN、第一輸入電路I、第二輸入電路2、第一電容Cl、電壓比較器3、單片機(jī)4、RC濾波電路5、上拉電阻R8及供電電源VCC。具體的，第一輸入電路I用于對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端ACL所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器3的同相輸入端(+);第ニ輸入電路2用于對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端ACN所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器3的反相輸入端(_);第一電容Cl用于對(duì)第一輸入電路I及第ニ輸入電路2的高頻干擾進(jìn)行濾波；電壓比較器3用于對(duì)其同相輸入端(+)的電壓信號(hào)和反相輸入端(-)的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并輸出一方波信號(hào)給單片機(jī)4 ;RC濾波電路5,用于對(duì)電壓比較器3輸出端的高頻干擾進(jìn)行濾波；單片機(jī)4，用于對(duì)電壓比較器3輸出的方波信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)。其中，第一輸入電路I的一端與交流電火線(xiàn)輸入端ACL連接,第一輸入電路I的另一端與電壓比較器3的同相輸入端(+)連接；第二輸入電路2的一端與交流電零線(xiàn)輸入端ACN連接，第二輸入電路2的另一端與電壓比較器3的反相輸入端㈠連接；電壓比較器3的同相輸入端(+)與第一輸入電路I連接，電壓比較器3的反相輸入端(_)與第二輸入電路2連接，電壓比較器3的輸出端經(jīng)RC濾波電路5與單片機(jī)4連接；上拉電阻R8連接于電壓比較器3的輸出端和供電電源VCC之間。具體的，第一輸入電路I包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一鉗位ニ極管Dl及第ー穩(wěn)壓ニ極管Z1。其中，第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3是限流電阻，用于對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端ACL所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理。第一電阻Rl的一端與交流電火線(xiàn)輸入端ACL連接，第一電阻Rl的另一端經(jīng)第二電阻R2分別與電壓比較器3的同相輸入端(+)連接及第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端接地，第一鉗位ニ極管Dl的陰極與供電電源VCC連接，第一鉗位ニ極管Dl的陽(yáng)極與第一穩(wěn)壓ニ極管Zl的陰極連接，且與電壓比較器3的同相輸入端(+)連接，第一穩(wěn)壓ニ極管Zl的陽(yáng)極接地；第二輸入電路2包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第二鉗位ニ極管D2及第ニ穩(wěn)壓ニ極管Z2。其中，第四電阻R4、第五電阻R5及第六電阻R6是限流電阻，用于對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端ACN所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理。第四電阻R4的一端與交流電零線(xiàn)輸入端ACN連接，第四電阻R4的另一端經(jīng)第五電阻R5分別與電壓比較器3的反相輸入端(-)連接及第六電阻R6的一端連接，第六電阻R6的另一端接地，第二鉗位ニ極管D2的陰極與供電電源VCC連接，第二鉗位ニ極管D2的陽(yáng)極與第二穩(wěn)壓ニ極管Z2的陰極連接，且與電壓比較器3的反相輸入端(_)連接，第二穩(wěn)壓ニ極管Z2的陽(yáng)極接地；第一電容Cl的一端連接于第一輸入電路I中第一鉗位ニ極管Dl和第一穩(wěn)壓ニ極管Zl之間,第一電容Cl的另一端連接于第二輸入電路2中第二鉗位ニ極管D2和第二穩(wěn)壓ニ極管Z2之間。RC濾波電路5包括第七電阻R7和第二電容C2。其中，第七電阻R7的一端與電壓比較器3的輸出端連接，第七電阻R7的另一端與單片機(jī)4連接，且經(jīng)第二電容C2接地。本實(shí)用新型實(shí)施例在交流電的正半周時(shí)，其電流回路為交流電火線(xiàn)輸入端ACL —第一電阻Rl —第二電阻R2 —第一穩(wěn)壓ニ極管Zl —第六電阻R6 —第五電阻R5 —第四電阻R4 —交流電零線(xiàn)輸入端CAN。因此，在交流電的正半周時(shí)，電壓比較器3同相輸 入端(+)的電壓>電壓比較器3反相輸入端(-)的電壓，根據(jù)電壓比較器3的特性可知，此吋，電壓比較器3的輸出電壓通過(guò)上拉電阻R8輸出為高電平；本實(shí)用新型實(shí)施例在交流電的負(fù)半周時(shí)，本實(shí)用新型交流電過(guò)零檢測(cè)電路的電流回路為交流電零線(xiàn)輸入端ACN 一第四電阻R4 —第五電阻R5 —第二穩(wěn)壓ニ極管Z2 一第三電阻R3 —第二電阻R2 —第一電阻Rl —交流電火線(xiàn)輸入端ACL。因此，在交流電的負(fù)半周時(shí)，電壓比較器3反相輸入端(-)的電壓 >電壓比較器3同相輸入端(+)的電壓，根據(jù)電壓比較器3的特性可知，此時(shí)，電壓比較器3的輸出電壓通過(guò)上拉電阻R8輸出為低電平。由上述可知，電壓比較器3的輸出端所輸出的信號(hào)為方波信號(hào)。單片機(jī)4通過(guò)檢測(cè)電壓比較器3輸出端所輸出的方波信號(hào)的上升沿及下降沿，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)目的。本實(shí)用新型交流電過(guò)零檢測(cè)電路，采用第一輸入電路對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器的同相輸入端，采用第二輸入電路對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器的反相輸入端，然后通過(guò)電壓比較器對(duì)其同相輸入端的電壓信號(hào)和反相輸入端的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，輸出一方波信號(hào)給單片機(jī)，最后通過(guò)單片機(jī)對(duì)該方波信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)。由于電壓比較器的輸入阻抗很高，使得該電壓比較器將電路的強(qiáng)電端和弱電端進(jìn)行了隔離，從而增強(qiáng)了本實(shí)用新型的抗干擾能力；并且，由于本實(shí)用新型是通過(guò)對(duì)方波信號(hào)的上升沿及下降沿的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)，提高了對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)靈敏度；同時(shí)，本實(shí)用新型還能對(duì)所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行全波檢測(cè)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，包括交流電火線(xiàn)輸入端、交流電零線(xiàn)輸入端、第一輸入電路、第二輸入電路、電壓比較器、單片機(jī)及供電電源，其中 所述第一輸入電路，一端與所述交流電火線(xiàn)輸入端連接，另一端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，用于對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給所述電壓比較器的同相輸入端； 所述第二輸入電路，一端與所述交流電零線(xiàn)輸入端連接，另一端與所述電壓比較器的反相輸入端連接，用于對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給所述電壓比較器的反相輸入端； 所述電壓比較器，其同相輸入端與所述第一輸入電路連接，其反相輸入端與所述第二輸入電路連接，其輸出端與所述單片機(jī)連接，用于對(duì)其同相輸入端的電壓信號(hào)和反相輸入端的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并輸出一方波信號(hào)給所述單片機(jī)； 所述單片機(jī)，用于對(duì)所述電壓比較器輸出的所述方波信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，還包括 第一電容，連接于所述第一輸入電路和所述第二輸入電路之間，用于對(duì)所述第一輸入電路及所述第二輸入電路的高頻干擾進(jìn)行濾波。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述第一輸入電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一鉗位二極管及第一穩(wěn)壓二極管，第一電阻的一端與所述交流電火線(xiàn)輸入端連接，第一電阻的另一端經(jīng)第二電阻分別與電壓比較器的同相輸入端連接及第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端接地，第一鉗位二極管的陰極與所述供電電源連接，第一鉗位二極管的陽(yáng)極與第一穩(wěn)壓二極管的陰極連接，且與所述電壓比較器的同相輸入端連接，第一穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述第二輸入電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第二鉗位二極管及第二穩(wěn)壓二極管，第四電阻的一端與所述交流電零線(xiàn)輸入端連接，第四電阻的另一端經(jīng)第五電阻分別與所述電壓比較器的反相輸入端連接及第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端接地，第二鉗位二極管的陰極與所述供電電源連接，第一鉗位二極管的陽(yáng)極與第二穩(wěn)壓二極管的陰極連接，且與所述電壓比較器的反相輸入端連接，第二穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，還包括RC濾波電路，用于對(duì)所述電壓比較器輸出端的高頻干擾進(jìn)行濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述RC濾波電路包括第七電阻和第二電容，所述第七電阻的一端與所述電壓比較器的輸出端連接，所述第七電阻的另一端與所述單片機(jī)連接，且經(jīng)所述第二電容接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流電過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，還包括 上拉電阻，一端與所述電壓比較器的輸出端連接，另一端與所述供電電源連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種交流電過(guò)零檢測(cè)電路，包括交流電火線(xiàn)輸入端、交流電零線(xiàn)輸入端、第一輸入電路、第二輸入電路、電壓比較器及單片機(jī)，第一輸入電路用于對(duì)交流電火線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器的同相輸入端，第二輸入電路用于對(duì)交流電零線(xiàn)輸入端所輸入的交流電信號(hào)進(jìn)行降壓及限流處理，并將處理后的電壓信號(hào)輸送給電壓比較器的反相輸入端，電壓比較器對(duì)其同相輸入端的電壓信號(hào)和反相輸入端的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，輸出一方波信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)該方波信號(hào)的上升沿和下降沿進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)。本實(shí)用新型具有抗干擾能力強(qiáng)及檢測(cè)靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/175GK202583311SQ20122015838
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者李巨林 申請(qǐng)人:Tcl空調(diào)器(中山)有限公司