制作过零检测电路实际上非常简单,它可以有效地用于保护敏感的电子设备免受市电开关ON突波的影响。
过零检测器电路主要用于保护电子设备免受通断电涌的影响,通过确保在电源通断时,市电相总是“进入”电路的第一个过零点。
奇怪的是,除了“维基百科”,到目前为止,还没有其他的顶级网站讨论过这个关键的零交叉检测器的应用,我希望他们在阅读了这篇文章后能更新他们的文章。
什么是过零检测器?
我们都知道,我们的市电交流相是由交流正弦电压相组成的,如下图所示:
在这种交流中,可以看到电流通过一个特定的相位角,在中心零线和顶部正峰值电平和底部负峰值电平之间交替。
该相位角呈指数上升和下降趋势,即呈逐渐上升和逐渐下降的趋势。
按照标准规则的规定,交流电源中220V市电的交流周期为每秒50次,120V市电输入的交流周期为每秒60次。这个50周期的响应被称为50hz频率和60hz频率被称为60hz频率的这些电源插座在我们的家庭。
每当我们打开一个设备或电子设备电源,它是受到突然的交流阶段,如果这个入口点是高峰的相位角意味着最大电流被迫设备开关点。
尽管大多数设备都已经做好了准备,并且可能配备了使用电阻或NTC或MOV的保护阶段,但绝不建议将它们置于这种突如其来的不可预知的情况下。
为了解决这一问题,使用了过零检测级,该检测级可确保每当使用主电源打开小工具时,过零电路将等待直到交流相位周期达到零线,并在此时打开小工具的主电源。
如何设计过零探测器
设计过零检测器并不困难。我们可以使用opamp,如下所示,然而使用opamp的一个简单的概念,因为这看起来是一个过度的,所以我们也将讨论如何实现相同的使用普通晶体管为基础的设计:
Opamp过零检测器电路
上图显示了s简单的基于741运算放大器的过零检测电路,可用于所有需要基于过零执行的应用。
可以看出,741被配置为一个比较器,其非反相引脚通过1N4148二极管与地连接,在输入引脚处产生0.6V的降电位。
另一个输入引脚#2是该iC的反相引脚,用于过零检测,并与首选交流信号一起应用。
正如我们所知,只要引脚3的电势低于引脚2,引脚6的输出电势将为0V,一旦引脚3的电压高于引脚2,输出电压将迅速切换到12V(电源电平)。
因此,在相电压远高于零线或至少高于零线上方0.6V的时段内,在fed输入交流信号内,opamp输出显示零电位……但在相位即将进入或穿过零线的时段内,引脚#2经历低于引脚#3设定的0.6V参考电压的电势,导致输出立即恢复到12V。
因此,在这些点的输出变成12v高电平,并且这个序列继续触发,每次相位越过其相位周期的零线。
由此产生的波形可以在IC的输出处看到,它清楚地表示并确认了IC的过零检测。
采用光耦BJT电路
虽然上面讨论的opamp过零检测器是非常有效的,同样可以用一个普通的光耦合器BJT实现,具有相当好的准确性。
参考上面的图像,在光耦合器内部相关联的光电晶体管形式的BJT可以有效地配置为一个最简单的过零检测器电路.
交流市电通过一个高值电阻馈电到opamp的LED。阶段周期期间只要电源电压高于2 v,光电晶体管保持在进行模式和输出响应举行接近零伏特,然而在当阶段达到零线的旅游、LED光电元件内部也关闭了导致晶体管关闭,这个响应立即导致一个高逻辑出现在配置的指定输出点。
使用过零检测的实际应用电路
下面可以看到一个使用过零检测的实际电路示例,在这里,无论何时通电,双向晶闸管绝对不允许在除过零点以外的任何其他相位点切换。
这确保了电路总是远离开关ON电流浪涌,并远离其相关的危险。
在上述概念中,可控硅通过PNP BJT控制的小信号可控硅点火。该PNP BJT被配置为对可控硅和相关负载的预期安全开关执行过零传感。
当电源打开时,可控硅从现有的直流触发源获得阳极电源,但其栅电压只有在输入通过其第一个过零点时才打开。
一旦SCR在安全过零点触发,它将触发双向晶闸管和连接的负载,并反过来锁定,确保双向晶闸管连续的栅极电流。
每次通电时,这种在过零点的切换确保了负载的持续安全切换,消除了通常与电源突然接通相关的所有可能危险。
射频噪声消除
过零检测器电路的另一个重要应用是消除可控硅开关电路中的噪声.让我们以an为例电子调光电路在美国,我们通常会发现这样的电路向大气中发射大量射频噪声,也会进入电网,造成不必要的谐波倾销。
这种情况由于双向可控硅的快速交叉传导整个正面/负面循环通过零交叉线……尤其是在零交叉双向可控硅在哪里受到过渡到一个未定义的电压区使其产生快速的电流瞬变反过来作为射频噪声排放。
在可控硅电路中增加的过零检测器,消除了这种现象,只允许可控硅火灾时,交流周期已越过零线完美,这确保了一个干净的可控硅开关,从而消除了射频瞬变。
参考:
在第二个电路中,限流电阻(在你的情况下是220k)应该是线绕式电阻还是别的什么?还要如何计算瓦数?我们的目标是降低还是提高瓦数?
一个简单的1/4瓦CFR电阻器就可以了。
非常感谢。
为什么电阻这么高?在230伏特时,你得到1.04毫安的正向电流。这对你的光耦合器来说足够了吗?
你也可以尝试100k, 220k的值是随机选择的,因为我猜即使是最轻微的一点照明的光电LED是足够驱动晶体管上。
但我认为,在真实的情况下,例如,你需要10毫安来打开光耦中的LED,你只需要23 kOhm在230伏特。我说错了吗?有什么是我没有考虑到的吗?
即使在1毫安电流的情况下,LED也会亮起来,尽管照明会非常昏暗,在黑暗中几乎看不到。因此,照明的过程不是突然的,而是遵循电流强度从最小到最大的规律。
是的,23k可以工作,但它会散发大量热量,因此它需要一个高功率电阻器。
您的陈述:正如我们所知,只要引脚3的电势低于引脚2,引脚6的输出电势将为0V,并且只要引脚3的电压高于引脚2,输出电压将迅速切换到12V(电源电平)就不太正确。针脚2处的电压将低于施加在针脚3上的参考电压。
我的陈述是正确的,这是一个基本的比较规则.....输入应该由桥式整流器提供
嗨swagatam,
我用桥式整流器和mct2e试了第二种电路。如果我尝试180k 0,25W电阻,电阻的温度似乎是ok的。
但是如果你尝试180k 1W电阻器,它是非常热的(不能触摸电阻器超过3秒)。
这正常吗?
如果我把43k 1W电阻器放在桥整流器和中性线,他们也是热的。
你好,Johann,这是正常的,但是我宁愿建议在电阻串联上添加一个0.22uF/400V或0.33uF/400V的电容,然后将电阻值降低到10k (4.7k + 4.7k) 1/4瓦特,看看效果
您好,亲爱的先生,上帝保佑你们。我总是阅读你们的网站,通过这个网站,我几乎可以在电子领域取得一些成功。两个过零检测器都不能在负循环中有效,亲爱的朋友们,我设计了一个非常好的电路,非常有效、准确和简单,我经常使用这个电路来控制triak装置,我想和你们分享这个电路,贵族
谢谢你,亲爱的Sedigh,所有上述电路应该从桥式整流,而不是从交流源,因此两个周期将被处理!
为了澄清这个问题,我在所有的图表下面都放了一个注释!
我也会质疑第三电路的描述,因为它似乎是PNP的基极比它的发射极在正半周期低3个二极管,因此能够供应电流到可控硅触发器设备。所以我不明白它是如何在一个积极的循环过程中阻止电路被触发的。图中缺失了PNP发射器上的一个电容。没有这个电容,PNP不能提供触发电流在负半周期…但是,再次,尽管它会在一个过零,我看不出任何理由,为什么它不会在交流周期的后一部分,无论是正的或负的....不过我很乐意和你进一步讨论!
PNP基极处的二极管总压降约为2V,这意味着只要输入正极循环在基极/发射极之间高于2V,PNP就无法导通。添加电容器将意味着PNP由于电容器的保持电荷而永久导通,并将使主要用途无效。ScR栅极电流由0.33uF值决定,似乎足以触发ScR。0.33uF将为ScR闸门提供大约15 mA的电流。
你好,
有趣的东西,谢谢。
至于你的“使用光耦合器BJT电路”,然而,肯定只会工作在积极的一半的空调循环。
在负半周期LED也将关闭和晶体管不导电导致不同的o/p波形比显示。添加一个桥式整流器馈电LED将需要获得在每个零位交叉点的脉冲,如图所示。没有?
欢呼,
布莱恩H。
中的加拿大安大略省的
嗨Swagatam,我太明白前两个零交叉电路,但是先生,我的理解,第三电路的实际应用电路不工作,它将进行线电压的峰值,因为PNP型的基础是总是低于它的发射器,因此是正向偏压。先生,如果我的理解不够,请解释一下PNP BJT是如何完成零检测的。
Hi Afolabi,PNP的底座通过几个二极管与电路的正极线连接。在电源峰值电压期间,该线路将处于完全12V DC,这将保持PNP关闭。PNP仅能在峰值降至1.5V以下时导通,此时PNP的基极将能够接触到接地负电位。我希望你明白了。
如果您还有任何疑问,请告诉我。
你好swagatamji,我需要这个电路用于可控硅点火电路吗?
请帮忙控制SKKT 57B16E背靠背型号的可控硅来控制交流电压。
你好,罗希特,对不起,我没有可控硅控制调光电路目前与我…