在電力電子中,零點電壓檢測(通常簡稱為過零檢測)技術被廣泛應用。通過檢測電路追蹤交流電的電壓變化過程,在交流電壓為”零”的時刻輸出信號,利用該信號我們可以做很多工程應用。例如,在智能開關產品中通過零點電壓檢測技術來實現零電壓時刻導通,從而抑制開機浪涌電流,達到保護繼電器觸點等器件的目的;在調光開關/調光器、電機調速產品中,通過零點電壓檢測技術可從零點開始控制交流電導通角的大小,實現調光燈具亮度、電機速度的調節。
過零檢測電路有多種實現電路方式,下面列舉幾種工程設計常用的幾種設計方案——
一、采用比較器的過零檢測電路
通過分壓電阻將交流信號衰減至比較器正端輸入,當交流輸入超過零基準電壓時,過零檢測電路會改變比較器的輸出狀態。
設計注意點:
1.比較器輸入電壓范圍及保護電路
2.可使用一些遲滯來提高抗干擾能力
二、采用三極管的過零檢測電路
通過分壓電阻將交流信號衰減至三極管基極,利用三極管特性進行過零檢測來改變輸出狀態。
設計注意點:
1.分壓電阻的取值
2.三極管的工作狀態、溫度特性
3.圖2注意交流輸入與參考地的關系
三、采用光耦隔離的過零檢測電路
利用二極管導通和光耦隔離特性進行過零檢測來改變輸出狀態。
四、采用ADC采集的過零檢測電路
通過分壓電阻將交流信號衰減至ADC輸入端,通過ADC進行電壓采樣來檢測過零點。
設計注意點:
1.ADC量程及精度的選取
2.ADC接口的防護
3.ADC的參考地
五、采用帶過零檢測功能的芯片
例如:
1.Power Integrations的linkswitch-tnz系列,帶過零檢測功能的電源芯片;
2.羅姆半導體(ROHM)的過零檢測IC,BM1Z系列
上述僅簡單舉例幾種常見的過零檢測電路,除此之外仍有很多電路可實現該功能檢測,當然在實際工程應用中也會碰到一些細節問題,例如:硬件電路延時、接口防護、零點丟失、軟件同步等,可留言一同交流思考。