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专利名称：交流电过零检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测控制技术领域，尤其涉及ー种交流电过零检测电路。
背景技术：
电源功率因素校正电路中绝缘栅双极型晶体管IGBT导通时间的控制，以及电机的调速控制，通常是以交流电的过零点作为控制基准。而现有技术中的交流电过零检测电路通常存在抗干扰能力不强或检测灵敏度不高等缺陷。如图I所示，图I是现有技术中ー种交流电过零检测电路的电路结构示意图。该电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻Rl2、ニ极管D3、ニ极管D4、三极管Q1、电容C3及电源VCC。其中，ニ极管D3的阳极与交流电火线输入端ACL连接，ニ极管D4的阳极与交流电零线输入端ACN连接，ニ极管D3的阴极与ニ极管D4的阴极连接，且经电阻R9和电阻Rll 与三极管Ql的基极连接，电阻RlO的一端连接于电阻R9和电阻Rll之间，电阻RlO的另ー端接地，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极经电阻R12与电源VCC连接，且经电容C3接地。其中，三极管Ql的集电极为该电路的交流电过零检测点。该电路由于没有采用隔离元件将强电端和弱电端进行隔离，因此，该电路的抗干扰能力不强。如图2所示，图2是现有技术中另ー种交流电过零检测电路的电路结构示意图。该电路包括电阻R13、电阻R14、ニ极管D5、光耦OCl及电源VCC。其中，电阻R13的一端与交流电火线输入端ACL连接，其另一端与光耦OCl中发光二极管的阳极连接，光耦OCl中发光ニ极管的阳极还与ニ极管D5的阴极连接，光耦OCl中发光二极管的阴极及ニ极管D5的阳极均与交流电零线输入端ACN连接，光耦OCl中三极管的集电极经电阻R14与电源VCC连接，光耦OCl中三极管的发射极接地。其中，光耦OCl中三极管的集电极为该电路的交流电过零检测点。该电路虽然采用了隔离元件(光耦0C1)将强电端和弱电端进行了隔离。但是，由于光耦OCl本身的导通特性(导通时间较长)，使得该电路对交流电过零点的检测滞后于实际交流电的过零点，从而使得该电路对交流电过零点的检测灵敏度不高；并且，由于受光耦OCl导通电流的限制，使得该电路所能检测的交流电信号的幅度范围较窄，其不能对交流电进行全波检测。
发明内容本实用新型的主要目的是提供ー种交流电过零检测电路，g在使得其过零检测的抗干扰能力强、检测灵敏度高且能对交流电进行全波检测。为了达到上述目的，本实用新型提出ー种交流电过零检测电路，该交流电过零检测电路包括交流电火线输入端、交流电零线输入端、第一输入电路、第二输入电路、电压比较器、单片机及供电电源，其中所述第一输入电路，一端与所述交流电火线输入端连接，另一端与所述电压比较器的同相输入端连接，用于对交流电火线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给所述电压比较器的同相输入端；[0008]所述第二输入电路，一端与所述交流电零线输入端连接，另一端与所述电压比较器的反相输入端连接，用于对交流电零线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给所述电压比较器的反相输入端；所述电压比较器，其同相输入端与所述第一输入电路连接，其反相输入端与所述第二输入电路连接，其输出端与所述单片机连接，用于对其同相输入端的电压信号和反相输入端的电压信号进行比较，并输出一方波信号给所述单片机；所述单片机，用于对所述电压比较器输出的所述方波信号的上升沿和下降沿进行检测。优选地，还包括第一电容，连接于所述第一输入电路和所述第二输入电路之间，用于对所述第一输入电路及所述第二输入电路的高频干扰进行滤波。
·[0013]优选地，所述第一输入电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一钳位ニ极管及第ー稳压ニ极管，第一电阻的一端与所述交流电火线输入端连接，第一电阻的另一端经第二电阻分别与电压比较器的同相输入端连接及第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端接地，第一钳位ニ极管的阴极与所述供电电源连接，第一钳位ニ极管的阳极与第一稳压ニ极管的阴极连接，且与所述电压比较器的同相输入端连接，第一稳压ニ极管的阳极接地。优选地，所述第二输入电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二钳位ニ极管及第ニ稳压ニ极管，第四电阻的一端与所述交流电零线输入端连接，第四电阻的另一端经第五电阻分别与所述电压比较器的反相输入端连接及第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端接地，第二钳位ニ极管的阴极与所述供电电源连接，第一钳位ニ极管的阳极与第二稳压ニ极管的阴极连接，且与所述电压比较器的反相输入端连接，第二稳压ニ极管的阳极接地。优选地，还包括RC滤波电路，用于对所述电压比较器输出端的高频干扰进行滤波。优选地，所述RC滤波电路包括第七电阻和第二电容，所述第七电阻的一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第七电阻的另一端与所述单片机连接，且经所述第二电容接地。优选地，还包括上拉电阻，一端与所述电压比较器的输出端连接，另一端与所述供电电源连接。本实用新型提出的交流电过零检测电路，采用第一输入电路对交流电火线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，将处理后的电压信号输送给电压比较器的同相输入端，采用第二输入电路对交流电零线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，将处理后的电压信号输送给电压比较器的反相输入端，然后通过电压比较器对其同相输入端的电压信号和反相输入端的电压信号进行比较，输出一方波信号给单片机，最后通过单片机对该方波信号的上升沿和下降沿进行检測，以实现对交流电过零点的检测。由于电压比较器的输入阻抗很高，使得该电压比较器将电路的强电端和弱电端进行了隔离，从而增强了本实用新型的抗干扰能力；并且，由于本实用新型是通过对方波信号的上升沿及下降沿的检测，以实现对交流电过零点的检测，提高了对交流电过零点的检测灵敏度；同时，本实用新型还能对所输入的交流电信号进行全波检测。
图I是现有技术中ー种交流电过零检测电路的电路结构示意图；图2是现有技术中另一种交流电过零检测电路的电路结构不意图；图3是本实用新型交流电过零检测电路较佳实施例的电路结构示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，參照附图做进ー步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进ー步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图3是本实用新型交流电过零检测电路较佳实施例的电路结构示意图。 參照图3，本实用新型交流电过零检测电路包括交流电火线输入端ACL、交流电零线输入端ACN、第一输入电路I、第二输入电路2、第一电容Cl、电压比较器3、单片机4、RC滤波电路5、上拉电阻R8及供电电源VCC。具体的，第一输入电路I用于对交流电火线输入端ACL所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给电压比较器3的同相输入端(+);第ニ输入电路2用于对交流电零线输入端ACN所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给电压比较器3的反相输入端(_);第一电容Cl用于对第一输入电路I及第ニ输入电路2的高频干扰进行滤波；电压比较器3用于对其同相输入端(+)的电压信号和反相输入端(-)的电压信号进行比较，并输出一方波信号给单片机4 ;RC滤波电路5,用于对电压比较器3输出端的高频干扰进行滤波；单片机4，用于对电压比较器3输出的方波信号的上升沿和下降沿进行检测，以实现对交流电过零点的检测。其中，第一输入电路I的一端与交流电火线输入端ACL连接,第一输入电路I的另一端与电压比较器3的同相输入端(+)连接；第二输入电路2的一端与交流电零线输入端ACN连接，第二输入电路2的另一端与电压比较器3的反相输入端㈠连接；电压比较器3的同相输入端(+)与第一输入电路I连接，电压比较器3的反相输入端(_)与第二输入电路2连接，电压比较器3的输出端经RC滤波电路5与单片机4连接；上拉电阻R8连接于电压比较器3的输出端和供电电源VCC之间。具体的，第一输入电路I包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一钳位ニ极管Dl及第ー稳压ニ极管Z1。其中，第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3是限流电阻，用于对交流电火线输入端ACL所输入的交流电信号进行降压及限流处理。第一电阻Rl的一端与交流电火线输入端ACL连接，第一电阻Rl的另一端经第二电阻R2分别与电压比较器3的同相输入端(+)连接及第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接地，第一钳位ニ极管Dl的阴极与供电电源VCC连接，第一钳位ニ极管Dl的阳极与第一稳压ニ极管Zl的阴极连接，且与电压比较器3的同相输入端(+)连接，第一稳压ニ极管Zl的阳极接地；第二输入电路2包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二钳位ニ极管D2及第ニ稳压ニ极管Z2。其中，第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6是限流电阻，用于对交流电零线输入端ACN所输入的交流电信号进行降压及限流处理。第四电阻R4的一端与交流电零线输入端ACN连接，第四电阻R4的另一端经第五电阻R5分别与电压比较器3的反相输入端(-)连接及第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端接地，第二钳位ニ极管D2的阴极与供电电源VCC连接，第二钳位ニ极管D2的阳极与第二稳压ニ极管Z2的阴极连接，且与电压比较器3的反相输入端(_)连接，第二稳压ニ极管Z2的阳极接地；第一电容Cl的一端连接于第一输入电路I中第一钳位ニ极管Dl和第一稳压ニ极管Zl之间,第一电容Cl的另一端连接于第二输入电路2中第二钳位ニ极管D2和第二稳压ニ极管Z2之间。RC滤波电路5包括第七电阻R7和第二电容C2。其中，第七电阻R7的一端与电压比较器3的输出端连接，第七电阻R7的另一端与单片机4连接，且经第二电容C2接地。本实用新型实施例在交流电的正半周时，其电流回路为交流电火线输入端ACL —第一电阻Rl —第二电阻R2 —第一稳压ニ极管Zl —第六电阻R6 —第五电阻R5 —第四电阻R4 —交流电零线输入端CAN。因此，在交流电的正半周时，电压比较器3同相输 入端(+)的电压>电压比较器3反相输入端(-)的电压，根据电压比较器3的特性可知，此吋，电压比较器3的输出电压通过上拉电阻R8输出为高电平；本实用新型实施例在交流电的负半周时，本实用新型交流电过零检测电路的电流回路为交流电零线输入端ACN 一第四电阻R4 —第五电阻R5 —第二稳压ニ极管Z2 一第三电阻R3 —第二电阻R2 —第一电阻Rl —交流电火线输入端ACL。因此，在交流电的负半周时，电压比较器3反相输入端(-)的电压 >电压比较器3同相输入端(+)的电压，根据电压比较器3的特性可知，此时，电压比较器3的输出电压通过上拉电阻R8输出为低电平。由上述可知，电压比较器3的输出端所输出的信号为方波信号。单片机4通过检测电压比较器3输出端所输出的方波信号的上升沿及下降沿，即可实现对交流电过零点的检测目的。本实用新型交流电过零检测电路，采用第一输入电路对交流电火线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，将处理后的电压信号输送给电压比较器的同相输入端，采用第二输入电路对交流电零线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，将处理后的电压信号输送给电压比较器的反相输入端，然后通过电压比较器对其同相输入端的电压信号和反相输入端的电压信号进行比较，输出一方波信号给单片机，最后通过单片机对该方波信号的上升沿和下降沿进行检測，以实现对交流电过零点的检测。由于电压比较器的输入阻抗很高，使得该电压比较器将电路的强电端和弱电端进行了隔离，从而增强了本实用新型的抗干扰能力；并且，由于本实用新型是通过对方波信号的上升沿及下降沿的检测，以实现对交流电过零点的检测，提高了对交流电过零点的检测灵敏度；同时，本实用新型还能对所输入的交流电信号进行全波检测。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种交流电过零检测电路，其特征在于，包括交流电火线输入端、交流电零线输入端、第一输入电路、第二输入电路、电压比较器、单片机及供电电源，其中 所述第一输入电路，一端与所述交流电火线输入端连接，另一端与所述电压比较器的同相输入端连接，用于对交流电火线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给所述电压比较器的同相输入端； 所述第二输入电路，一端与所述交流电零线输入端连接，另一端与所述电压比较器的反相输入端连接，用于对交流电零线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给所述电压比较器的反相输入端； 所述电压比较器，其同相输入端与所述第一输入电路连接，其反相输入端与所述第二输入电路连接，其输出端与所述单片机连接，用于对其同相输入端的电压信号和反相输入端的电压信号进行比较，并输出一方波信号给所述单片机； 所述单片机，用于对所述电压比较器输出的所述方波信号的上升沿和下降沿进行检测。
2.根据权利要求I所述的交流电过零检测电路，其特征在于，还包括 第一电容，连接于所述第一输入电路和所述第二输入电路之间，用于对所述第一输入电路及所述第二输入电路的高频干扰进行滤波。
3.根据权利要求I所述的交流电过零检测电路，其特征在于，所述第一输入电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一钳位二极管及第一稳压二极管，第一电阻的一端与所述交流电火线输入端连接，第一电阻的另一端经第二电阻分别与电压比较器的同相输入端连接及第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端接地，第一钳位二极管的阴极与所述供电电源连接，第一钳位二极管的阳极与第一稳压二极管的阴极连接，且与所述电压比较器的同相输入端连接，第一稳压二极管的阳极接地。
4.根据权利要求I所述的交流电过零检测电路，其特征在于，所述第二输入电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二钳位二极管及第二稳压二极管，第四电阻的一端与所述交流电零线输入端连接，第四电阻的另一端经第五电阻分别与所述电压比较器的反相输入端连接及第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端接地，第二钳位二极管的阴极与所述供电电源连接，第一钳位二极管的阳极与第二稳压二极管的阴极连接，且与所述电压比较器的反相输入端连接，第二稳压二极管的阳极接地。
5.根据权利要求2所述的交流电过零检测电路，其特征在于，还包括RC滤波电路，用于对所述电压比较器输出端的高频干扰进行滤波。
6.根据权利要求5所述的交流电过零检测电路，其特征在于，所述RC滤波电路包括第七电阻和第二电容，所述第七电阻的一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第七电阻的另一端与所述单片机连接，且经所述第二电容接地。
7.根据权利要求5所述的交流电过零检测电路，其特征在于，还包括 上拉电阻，一端与所述电压比较器的输出端连接，另一端与所述供电电源连接。
专利摘要本实用新型公开一种交流电过零检测电路，包括交流电火线输入端、交流电零线输入端、第一输入电路、第二输入电路、电压比较器及单片机，第一输入电路用于对交流电火线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给电压比较器的同相输入端，第二输入电路用于对交流电零线输入端所输入的交流电信号进行降压及限流处理，并将处理后的电压信号输送给电压比较器的反相输入端，电压比较器对其同相输入端的电压信号和反相输入端的电压信号进行比较，输出一方波信号给单片机，单片机对该方波信号的上升沿和下降沿进行检测，以实现对交流电过零点的检测。本实用新型具有抗干扰能力强及检测灵敏度高的优点。
文档编号G01R19/175GK202583311SQ20122015838
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者李巨林 申请人:Tcl空调器(中山)有限公司