过零检测电路的制作方法

本发明涉及LED照明控制技术领域，特别涉及一种过零检测电路。

背景技术：

LED作为一种新的照明光源，由于其具有光效稿、耗电量少、寿命长等优势，在各种照明中的应用越来越广泛。现有技术中，在对LED灯进行控制时，为避免布设专门的通讯线从而抬高LED照明的成本，通常使用现有的电力线载波来传输对LED的照明控制信息。

电力线载波通信技术是一种通过市电的供电线路来进行数据通信的技术。在电力线载波通信系统中，为了传输LED的照明控制信息，通常需要检测市电的过零点。虽然现有技术中的市电过零检测电路种类繁多，但大多数电路结构设计复杂，这样一方面提高了成本，另一方面，复杂电路结构背后的不稳定性与不可靠性也会随之增加，而且出现故障后需检测和维修的点也会随之增加。由此可见，现有技术中用于传输LED照明控制信息的过零检测电路还有待改进与优化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种过零检测电路，使得过零检测的电路结构更加简化。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种过零检测电路，包括：单向导通控制电路、光耦器件、脉冲产生电路以及微处理器；

所述单向导通控制电路，用于对输入的交流电进行转换，以向所述光耦器件输出一单向电流信号；

所述光耦器件，在所述单向电流信号的驱动下处于导通状态，以及在无所述单向电流信号时处于关断状态；

所述脉冲产生电路，用于根据所述光耦器件的导通状态和关断状态，向所述微处理器提供一单向脉冲信号；

所述微处理器，用于检测所述单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，并根据所述时间间隔计算出所述交流电的过零点。

其中，所述单向导通控制电路，具体包括：

单向导通模块，其输入端连接所述交流电的火线；

恒流模块，其输入端连接所述单向导通模块的输出端，其输出端连接所述光耦器件中发光二极管的正极。

其中，所述单向导通模块，具体包括：

二极管，其正极作为所述单向导通模块的输入端，与所述交流电的火线相连，其负极作为所述单向导通模块的输出端，与所述恒流模块的输入端相连；或者，

二极管，其正极作为所述单向导通模块的输入端，与所述交流电的火线相连；其负极作为所述单向导通模块的输出端，与所述恒流模块的输入端相连；第一电阻，其一端与所述二极管的正极相连；第二电阻，其一端分别与所述第一电阻的另一端以及所述二极管的负极相连；其另一端作为所述单向导通模块的第三端，与所述交流电的零线以及所述光耦器件中发光二极管的负极相连。

其中，所述恒流模块，具体包括：

第一三极管，其射极作为所述恒流模块的输入端，与所述二极管的负极连接；第三电阻，其一端作为所述恒流模块的第三端，与所述交流电的零线及所述光耦器件中发光二极管的负极连接；其另一端连接所述第一三极管的集极；第二三极管，其集极作为所述恒流模块的输出端，连接所述光耦器件中发光二极管的正极；其基极与所述第一三极管的集极连接；其射极与所述第一三极管的基极连接；第四电阻，其一端与所述第一三极管的射极连接，其另一端连接所述第二三极管的射极。

其中，所述恒流模块，具体包括：

第五电阻，其一端作为所述恒流模块的输入端，与所述二极管的负极连接；其另一端作为所述恒流模块的输出端，连接所述光耦器件中发光二极管的正极。

其中，所述光耦器件中发光三级管的射极接地，集极连接所述微处理器。

其中，所述脉冲产生电路具体为一上拉电路，所述上拉电路包括：第六电阻，其一端接工作电压，另一端连接所述光耦器件中发光三级管的集极；或，

所述脉冲产生电路具体为一下拉电路，所述下拉电路包括：第六电阻，其一端接地，另一端连接所述光耦器件中发光三级管的射极。

其中，所述微处理器，还用于：预设所述交流电的计算出的过零点与实际过零点之间的误差值；以及根据所述误差值，对所述计算出的过零点进行校正。

其中，所述微处理器，还用于：查找检测出的所述时间间隔对应的所述过零点与实际过零点之间的误差值；以及根据所述误差值，对所述计算出的过零点进行校正。

其中，所述微处理器，还用于：

根据计算出的过零点，识别所述交流电当前交流周期中携带的LED照明控制信息。

本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明实施方式中，通过单向导通控制电路对输入的交流电进行转换，进而生成控制光耦器件的导通与关断的单向电流信号。同时通过脉冲产生电路与光耦器件的相互配合，实现向微处理器体提供一个与输入的交流电的过零点对应的单向脉冲信号，通过检测单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，进而计算出交流电的过零点，本发明实施方式通过简单的电路结构即可实现过零检测。微处理器根据计算出的过零点，即可识别当前交流电交流周期中携带的LED照明控制信息，进而实现对LED的照明控制。其中，携带的LED照明控制信息例如可以包括：强度控制信息，色温控制信息，色彩控制信息，工作模式控制信息等。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的过零检测电路的结构示意图；

图2是图1中单向导通控制电路的实施例的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的过零检测电路的结构示意图；

图4A是输入单向导通模块交流电的示意图；

图4B是单向导通模块输出的高幅值的单向的电流信号的示意图；

图5是恒流模块输出的单向电流信号的示意图；

图6是微处理器接收到的理想状态下的单向脉冲信号的示意图；

图7是微处理器接收到的实际情况下的单向脉冲信号的示意图；

图8是根据本发明第三实施方式的过零检测电路的结构示意图；

图9是根据本发明第四实施方式的过零检测电路的结构示意图；

图10是根据本发明第五实施方式的过零检测电路的结构示意图；

图11是脉冲产生电路的实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种过零检测电路，如图1所示，其包括：单向导通控制电路11、光耦器件12、脉冲产生电路13以及微处理器14。

单向导通控制电路11，其用于对输入的交流电(如市电)进行转换，其目的是向光耦器件12提供一个单向电流信号。由于光耦器件12具有单向导通特性，因此单向导通控制电路11提供的单向电流信号具体为驱动光耦器件12工作于导通状态的单向电流信号。并且，由于该单向电流信号是根据交流电转换而来的，因此单向导通控制电路11提供给光耦器件12的单向电流信号是一个间断或者说不连续的单向电流信号。因此，当单向导通控制电路11未输出单向电流信号时，光耦器件12处于关断状态。由于单向导通控制电路11提供给光耦器件12的单向电流信号是间断的，因此光耦器件12的工作状态为时而导通，时而关断。

脉冲产生电路13，用于根据光耦器件12的导通状态和关断状态，向微处理器14提供一单向脉冲信号。具体地，脉冲产生电路13，在光耦器件12处于关断状态时，持续向微处理器14提供一高电平信号或低电平信号；在光耦器件12处于导通状态时，持续向微处理器14提供一低电平信号或高电平信号。由于光耦器件12时而导通，时而关断，因此相应地脉冲产生电路13时而向微处理器14提供一高电平信号，时而向微处理器14提供一低电平信号，如此反复，从而形成了一单向脉冲信号。

微处理器14，具体用于检测单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，并根据时间间隔计算出交流电的过零点。具体地，由于交流电经单向导通控制电路11转换后，只有一个方向的电流信号，即前文所说的单向电流信号通过，另一半电流被截断。而该单向电流信号又用于驱动光耦器件12的导通，并且在光耦器件12导通时，脉冲产生电路13开始向微处理器14提供低电平信号或高电平信号。由此可以得出：交流电的过零点分别对应单向脉冲信号的上升沿与下降沿。因此，微处理器14在检测出单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔之后，可以反向推导出交流电的过零点。

本发明实施方式中，通过单向导通控制电路对输入的交流电进行转换，进而生成控制光耦器件的导通与关断的单向电流信号。同时通过脉冲产生电路与光耦器件的相互配合，实现向微处理器提供一个与输入的交流电的过零点对应的单向脉冲信号，通过检测单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，进而计算出交流电的过零点，本发明实施方式通过简单的电路结构即可实现过零检测。微处理器根据计算出的过零点，即可识别当前交流电交流周期中携带的LED照明控制信息，进而实现对LED的照明控制。其中，携带的LED照明控制信息例如可以包括：强度控制信息，色温控制信息，色彩控制信息，工作模式控制信息等。

需要说明的是，在具体实现中，如图2所示，单向导通控制电路11具体可以包括两个部分，即：单向导通模块111，以及恒流模块112。

其中，单向导通模块111，其输入端连接交流电的火线L，其输出端连接恒流模块112，用于对输入的交流电进行转换，向恒流模块112输出一高幅值的单向的电流信号。

恒流模块112，其输入端连接单向导通模块111的输出端，其输出端连接光耦器件12中发光二极管的正极，用于对单向导通模块111输入的高幅值的单向的电流信号进行恒流处理，输出一较低幅值的单向的电流信号，即前文所说的单向电流信号至光耦器件12。需要对单向导通模块111输出的高幅值的单向的电流信号进行恒流处理的原因是：由于光耦器件12的阻抗很小，若输入光耦器件12的电流过大，则可能会损坏光耦器件12。进行恒流处理后，使得大部分的压差都加到恒流模块112，从而能使光耦器件12工作于一个相对稳定的电流环境下，起到保护光耦器件12的作用。

本发明的第二实施方式涉及一种过零检测电路。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第二实施方式中，对单向导通控制电路11中单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构进行了细化。此外，本领域技术人员可以理解，单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构仅仅作为示例。

如图3所示，是本发明的第二实施方式涉及的过零检测电路的电路结构示意图。

其中，单向导通控制电路11中单向导通模块111具体包括：二级管D1，二级管D1的正极作为单向导通模块111的输入端，与交流电的火线L相连，二级管D1的负极作为单向导通模块111的输出端，与恒流模块112的输入端相连。

其中，单向导通控制电路11中恒流模块112具体包括：三极管Q1，三极管Q1具体为PNP型三极管，其射极作为恒流模块112的输入端，与二极管D1的负极连接。电阻R1，其一端作为恒流模块112的第三端，与交流电的零线N及光耦器件U1(即光耦器件12)中发光二极管的负极连接，其另一端连接三极管Q1的集极。三极管Q2，三极管Q2具体为PNP型三极管，其集极作为恒流模块112的输出端，连接光耦器件U1中发光二极管的正极，其基极与三极管Q1的集极连接，其射极与三极管Q1的基极连接。电阻R2，其一端与三极管R1的射极连接，其另一端连接三极管Q2的射极。

其中，光耦器件U1中发光三级管的射极接地，集极连接微处理器(MCU)14。而脉冲产生电路13具体可以为一上拉电路，该上拉电路包括：电阻R3，其一端接工作电压VCC，另一端连接光耦器件U1中发光三级管的集极。需要说明的是，上拉电路还可以有其他组成形式，例如通过多个电阻的组合，只要能实现上拉的功能，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施方式的过零检测电路在工作时，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1导通，二极管D1的负极输出一高幅值的单向的电流信号，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1截止，二极管D1不会输出电流信号。即是说，交流电经过二极管D1之后，从二极管D1的负极输出的高幅值的单向的电流信号。即是说如图4A所示的交流电经二极管D1之后，能够得到如图4B所示的高幅值的单向的电流信号。该高幅值的单向的电流信号经过恒流模块112时，使三极管Q1、三极管Q2导通，并通过三极管Q2的集极输出低幅值的单向的电流信号，即前文所说的单向电流信号，如图5所示。图5所示的单向导通信号使光耦器件U1中的发光二极管导通发光，从而使得光耦器件U1中的晶体三极管导通，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间有电流流过，因此电阻R3两端产生压差，当电阻R3的阻值取得合适时，可以使得MCU持续接收到一个低电平信号。MCU一直接收到低电平信号，直到火线L接收到交流电的负半周时，此时由于二极管D1截止，相应地，三极管Q1、三极管Q2截止，光耦器件U1中的发光二极管和晶体三极管均关断，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间没有电流流过，电阻R3两端不会产生压差，电阻R3此时相当于一根导线，因此此时MCU接收到一个高电平信号。由于单向电流信号是间断的，因此光耦器件U1的导通与关断也是间断的，相应地，MCU一段时间接收到高电平信号，一段时间接收到低电平信号，如此循环，从而形成一个单向脉冲信号，理论上来说，MCU接收到的单向脉冲信号可以如图6所示。该单向脉冲信号上升沿和下降沿均对应于该交流电的过零点。

MCU通过计算单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，并根据计算出的时间间隔反向推出交流电的过零点，实现过零检测。微处理器根据计算出的过零点，即可识别当前交流电交流周期中携带的LED照明控制信息，进而实现对LED的照明控制。其中，携带的LED照明控制信息例如可以包括：强度控制信息，色温控制信息，色彩控制信息，工作模式控制信息等。

需要说明的是，图6中所示的MCU接收到的单向脉冲信号，是理想状态下的示意图。实际使用中，由于电路元器件的影响，交流电的实际过零点与计算出的过零点之间存在一定的误差，即计算出的过零点在实际过零点附近。例如，由于光耦器件U1存在启动电流，因此，当单向导通控制电路11刚输出单向电流信号时，由于该单向电流信号可能没有达到光耦器件U1的启动电流而使得光耦器件U1未能导通。由于此时光耦器件U1没有导通，因此MCU此时接收到的信号仍然是高电平信号，而非低电平信号，然而实际上此时已经是交流电的过零点。只有等到单向导通控制电路11输出的单向电流信号达到光耦器件U1的启动电流时，光耦器件U1才能导通，此时MCU接收到的信号由高电平信号变成低电平信号。由此可见，单向脉冲信号的下降沿相对于交流电的实际过零点有一定的滞后。

光耦器件U1处于导通时，MCU接收到的信号持续接收到低电平信号，当单向导通控制电路11输出的单向电流信号未达到光耦器件U1的启动电流时，此时光耦器件U1关断，相应地，此时MCU接收到的信号由低电平信号变成高电平信号，然而此时交流电的过零点并未到来。由此可见，单向脉冲信号的上升沿相对于交流电的实际过零点有一定的提前。

基于上述分析,可见，本发明实施方式MCU实际接收到的单向脉冲信号的示意图可以如图7所示。图7中，虚线部分表示的是交流电的实际过零点，而该单向脉冲信号的上升沿或下降沿对应的是计算出的过零点。为提高过零检测的精度，提升LED照明控制信息的传输正确率，MCU有必要对计算出的过零点进行校正。

MCU在对计算出的过零点进行校正时，有很多方法，本发明实施方式将分别进行介绍，当然，对该计算出的过零点的校正方法也可以运用于后文的实施方式中。

第一种校正方法是，MCU预设计算出的过零点与交流电的实际过零点之间的误差值，该误差值可以为一固定值T₀。此时无论单向脉冲信号对应的是哪个交流周期，在对计算出的过零点进行校正时，均使用该固定值T₀。

第一种校正方法时，MCU查找上升沿与下降沿之间的时间间隔对应的计算出的过零点与实际过零点之间的误差值。此时，该误差值为一变化值T，上升沿与下降沿之间的时间间隔不同，该时间间隔对应的计算出的过零点与实际过零点之间的误差值则不同。例如，图7中，t₁对应的计算出的过零点与实际过零点之间的误差值T₁，t₂对应的计算出的过零点与实际过零点之间的误差值T₂。，MCU根据查找到的当前时间间隔对应的计算出的过零点与实际过零点之间的误差值，对计算出的过零点进行校正。

当然，MCU在对计算出的过零点进行校正时，除上述提到的方法之外，也可以采用其他的方法，只要能够找到计算出的过零点与交流电的实际过零点之间的规律即可。

另外，可以理解的是，脉冲产生电路13也可以为一下拉电路，当脉冲产生电路13为下拉电路时，如图11所示，该下拉电路包括：电阻R3，电阻R3的一端接地，另一端连接光耦器件U1中发光三级管的射极。需要说明的是，上拉电路还可以有其他组成形式，例如通过多个电阻的组合，只要能实现上拉的功能，均在本发明的保护范围之内。

当脉冲产生电路13为下拉电路时，其工作原理与上拉电路类似，只是产生的单向脉冲信号刚好相反，即当上拉电路产生高电平信号时，下拉电路则产生低电平信号，当上拉电路产生低电平信号时，下拉电路则产生高电平信号，本文将不再详细描述。

本发明的第三实施方式涉及一种过零检测电路。第三实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第三实施方式中，对单向导通控制电路11中单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构细化。此外，本领域技术人员可以理解，单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构仅仅作为示例。

如图8所示，是本发明的第三实施方式涉及的过零检测电路的电路结构示意图。

其中，单向导通控制电路11中单向导通模块111具体包括：二极管D1，二极管D1的正极作为单向导通模块111的输入端，与交流电的火线L相连；二极管D1的负极作为单向导通模块111的输出端，与恒流模块112的输入端相连。电阻R4，其一端与二极管D1的正极相连。电阻R5，其一端分别与电阻R4的另一端以及二极管D1的负极相连，其另一端作为单向导通模块111的第三端，与交流电的零线N以及光耦器件U1中发光二极管的负极相连。

其中，单向导通控制电路11中恒流模块112具体包括：三极管Q1，三极管Q1具体为PNP型三极管，其射极作为恒流模块112的输入端，与二极管D1的负极连接。电阻R1，其一端作为恒流模块112的第三端，与交流电的零线N及光耦器件U1中发光二极管的负极连接，其另一端连接三极管Q1的集极。三极管Q2，三极管Q2具体为PNP型三极管，其集极作为恒流模块112的输出端，连接光耦器件U1中发光二极管的正极，其基极与三极管Q1的集极连接，其射极与三极管Q1的基极连接。电阻R2，其一端与三极管R1的射极连接，其另一端连接三极管Q2的射极。

其中，光耦器件U1中发光三级管的射极接地，集极连接微处理器(MCU)14。而脉冲产生电路13具体可以为一上拉电路，该上拉电路包括：电阻R3，其一端接工作电压VCC，另一端连接光耦器件U1中发光三级管的集极。需要说明的是，上拉电路还可以有其他组成形式，例如通过多个电阻的组合，只要能实现上拉的功能，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施方式的过零检测电路在工作时，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1导通，二极管D1的负极输出一高幅值的单向的电流信号，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1截止，二极管D1不会输出电流信号。即是说，交流电经过二极管D1之后，从二极管D1的负极输出的高幅值的单向的电流信号。即是说，如图4A所示的交流电经二极管D1之后，能够得到如图4B所示的高幅值的单向的电流信号。该高幅值的单向的电流信号经过恒流模块112时，使三极管Q1、三极管Q2导通，并通过三极管Q2的集极输出低幅值的单向的电流信号，即前文所说的单向电流信号，如图5所示。图5所示的单向导通信号使光耦器件U1中的发光二极管导通发光，从而使得光耦器件U1中的晶体三极管导通，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间有电流流过，因此电阻R3两端产生压差，当电阻R3的阻值取得合适时，可以使得MCU持续接收到一个低电平信号。MCU一直接收到低电平信号，直到火线L接收到交流电的负半周时，此时由于二极管D1截止，相应地，三极管Q1、三极管Q2截止，光耦器件U1中的发光二极管和晶体三极管均关断，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间没有电流流过，电阻R3两端不会产生压差，电阻R3此时相当于一根导线，因此此时MCU接收到一个高电平信号，即VCC。由于单向电流信号是间断的，因此光耦器件U1的导通与关断也是间断的，相应地，MCU一段时间接收到高电平信号，一段时间接收到低电平信号，如此循环，从而形成一个单向脉冲信号。理论上来说，MCU接收到的单向脉冲信号可以如图6所示。该单向脉冲信号上升沿和下降沿均对应于该交流电的过零点。

MCU通过计算单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，并根据计算出的时间间隔反向推出交流电的过零点，实现过零检测。微处理器根据计算出的过零点，即可识别当前交流电交流周期中携带的LED照明控制信息，进而实现对LED的照明控制。其中，携带的LED照明控制信息例如可以包括：强度控制信息，色温控制信息，色彩控制信息，工作模式控制信息等。

需要说明的是，和第二实施方式相同的是，图6中所示的MCU接收到的单向脉冲信号，是理想状态下的示意图。实际使用中，由于电路元器件的影响，交流电的实际过零点与检测到的过零点之间存在一定的误差，即检测到的过零点在实际过零点附近。因此，为提高检测精度，本实施方式中也需要对计算出的过零点进行校正。在对计算出的过零点进行校正时，同样可以采用第二实施方式中提到的两种校正方法，在本实施方式中不再赘述。

另外，可以理解的是，脉冲产生电路13也可以为一下拉电路，通过调整该下拉电路与光耦器件U1的连接方式，同样也可以实现产生单向脉冲信号的功能。下拉电路的具体结构可以参见图11。当脉冲产生电路13为下拉电路时，其工作原理与上拉电路类似，只是产生的单向脉冲信号刚好相反，即当上拉电路产生高电平信号时，下拉电路则产生低电平信号，当上拉电路产生低电平信号时，下拉电路则产生高电平信号，本文将不再详细描述。

本发明的第四实施方式涉及一种过零检测电路。第四实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第四实施方式中，对单向导通控制电路11中单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构细化。此外，本领域技术人员可以理解，单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构仅仅作为示例。

如图9所示，是本发明的第四实施方式涉及的过零检测电路的电路结构示意图。

其中，单向导通控制电路11中单向导通模块111具体包括：二级管D1，二级管D1的正极作为单向导通模块111的输入端，与交流电的火线L相连，二级管D1的负极作为单向导通模块111的输出端，与恒流模块112的输入端相连。

其中，单向导通控制电路11中恒流模块112具体包括：恒流二极管D2，恒流二极管D2的一端作为恒流模块112的输入端，与二极管D1的负极连接，恒流二极管D2的另一端作为恒流模块112的输出端，连接光耦器件U1中发光二极管的正极。

其中，光耦器件U1中发光三级管的射极接地，集极连接微处理器(MCU)14。而脉冲产生电路13具体可以为一上拉电路，该上拉电路包括：电阻R3，其一端接工作电压VCC，另一端连接光耦器件U1中发光三级管的集极。需要说明的是，上拉电路还可以有其他组成形式，例如通过多个电阻的组合，只要能实现上拉的功能，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施方式的过零检测电路在工作时，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1导通，二极管D1的负极输出一高幅值的单向的电流信号，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1截止，二极管D1不会输出电流信号。即是说，交流电经过二极管D1之后，从二极管D1的负极输出的高幅值的单向的电流信号。即是说，如图4A所示的交流电经二极管D1之后，能够得到如图4B所示的高幅值的单向的电流信号。该高幅值的单向的电流信号经过恒流二极管D2时，由于恒流二极管D2的恒流作用，从恒流二极管D2的另一端输出低幅值的单向的电流信号，即前文所说的单向电流信号，如图5所示。图5所示的单向导通信号使光耦器件U1中的发光二极管导通发光，从而使得光耦器件U1中的晶体三极管导通，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间有电流流过，因此，在电阻R3两端产生压差，当电阻R3的阻值取值合适时，可以使得MCU持续接收到一个低电平信号。MCU一直接收到低电平信号，直到火线L接收到交流电的负半周时，此时由于二极管D1截止，相应地，恒流二极管D2截止，光耦器件U1中的发光二极管和晶体三极管均关断，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间没有电流流过，电阻R3两端不会产生压差，电阻R3此时相当于一根导线，因此此时MCU接收到一个高电平信号，即VCC。由于单向电流信号是间断的，因此光耦器件U1的导通与关断也是间断的，相应地，MCU一段时间接收到高电平信号，一段时间接收到低电平信号，上述过程不断循环，从而形成一个单向脉冲信号，理论上来说，MCU接收到的单向脉冲信号可以如图6所示。该单向脉冲信号上升沿和下降沿均对应于该交流电的过零点。

MCU通过计算单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，并根据计算出的时间间隔反向推出交流电的过零点，实现过零检测。微处理器根据计算出的过零点，即可识别当前交流电交流周期中携带的LED照明控制信息，进而实现对LED的照明控制。其中，携带的LED照明控制信息例如可以包括：强度控制信息，色温控制信息，色彩控制信息，工作模式控制信息等。

需要说明的是，和第二实施方式相同的是，图6中所示的MCU接收到的单向脉冲信号，是理想状态下的示意图。实际使用中，由于电路元器件的影响，交流电的实际过零点与检测到的过零点之间存在一定的误差，即检测到的过零点在实际过零点附近。因此，为提高检测精度，本实施方式中也需要对计算出的过零点进行校正。在对计算出的过零点进行校正时，同样可以采用第二实施方式中提到的两种校正方法，在本实施方式中不再赘述。

另外，可以理解的是，脉冲产生电路13也可以为一下拉电路，通过调整该下拉电路与光耦器件U1的连接方式，同样也可以实现产生单向脉冲信号的功能。下拉电路的具体结构可以参见图11。当脉冲产生电路13为下拉电路时，其工作原理与上拉电路类似，只是产生的单向脉冲信号刚好相反，即当上拉电路产生高电平信号时，下拉电路则产生低电平信号，当上拉电路产生低电平信号时，下拉电路则产生高电平信号，本文将不再详细描述。

本发明的第四实施方式涉及一种过零检测电路。第四实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第四实施方式中，对单向导通控制电路11中单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构细化。此外，本领域技术人员可以理解，单向导通模块111、恒流模块112以及脉冲产生电路13的具体电路结构仅仅作为示例。

如图10所示，是本发明的第五实施方式涉及的过零检测电路的电路结构示意图。

其中，单向导通控制电路11中单向导通模块111具体包括：二极管D1，二极管D1的正极作为单向导通模块111的输入端，与交流电的火线L相连；二极管D1的负极作为单向导通模块111的输出端，与恒流模块112的输入端相连。电阻R4，其一端与二极管D1的正极相连。电阻R5，其一端分别与电阻R4的另一端以及二极管D1的负极相连，其另一端作为单向导通模块111的第三端，与交流电的零线N以及光耦器件U1中发光二极管的负极相连。

其中，单向导通控制电路11中恒流模块112具体包括：恒流二极管D2，恒流二极管D2的一端作为恒流模块112的输入端，与二极管D1的负极连接，恒流二极管D2的另一端作为恒流模块112的输出端，连接光耦器件U1中发光二极管的正极。

其中，光耦器件U1中发光三级管的射极接地，集极连接微处理器(MCU)14。而脉冲产生电路13具体可以为一上拉电路，该上拉电路包括：电阻R3，其一端接工作电压VCC，另一端连接光耦器件U1中发光三级管的集极。需要说明的是，上拉电路还可以有其他组成形式，例如通过多个电阻的组合，只要能实现上拉的功能，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施方式的过零检测电路在工作时，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1导通，二极管D1的负极输出一高幅值的单向的电流信号，当火线L接入交流电的正半周时，零线N接入交流电的负半周，此时二极管D1截止，二极管D1不会输出电流信号。即是说，交流电经过二极管D1之后，从二极管D1的负极输出的高幅值的单向的电流信号。即是说，如图4A所示的交流电经二极管D1之后，能够得到如图4B所示的高幅值的单向的电流信号。该高幅值的单向的电流信号经过恒流二极管D2时，由于恒流二极管D2的恒流限流作用，从恒流二极管D2的另一端输出低幅值的单向的电流信号，即前文所说的单向电流信号，如图5所示。图5所示的单向导通信号使光耦器件U1中的发光二极管导通发光，从而使得光耦器件U1中的晶体三极管导通，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间有电流流过，因此，在电阻R3两端产生压差，当电阻R3的阻值取得合适时，可以使得MCU持续接收到一个低电平信号。MCU一直接收到低电平信号，直到火线L接收到交流电的负半周时，此时由于二极管D1截止，相应地，恒流二极管D2截止，光耦器件U1中的发光二极管和晶体三极管均关断，此时光耦器件U1中的晶体三极管的集极与射极之间没有电流流过，电阻R3两端不会产生压差，电阻R3此时相当于一根导线，因此此时MCU接收到一个高电平信号，即VCC。由于单向电流信号是间断的，因此光耦器件U1的导通与关断也是间断的，相应地，MCU一段时间接收到高电平信号，一段时间接收到低电平信号，上述过程不断循环，从而形成一个单向脉冲信号，理论上来说，MCU接收到的单向脉冲信号可以如图6所示。该单向脉冲信号上升沿和下降沿均对应于该交流电的过零点。

MCU通过计算单向脉冲信号的上升沿与下降沿之间的时间间隔，并根据计算出的时间间隔反向推出交流电的过零点，实现过零检测。微处理器根据计算出的过零点，即可识别当前交流电交流周期中携带的LED照明控制信息，进而实现对LED的照明控制。其中，携带的LED照明控制信息例如可以包括：强度控制信息，色温控制信息，色彩控制信息，工作模式控制信息等。

需要说明的是，和第二实施方式相同的是，图6中所示的MCU接收到的单向脉冲信号，是理想状态下的示意图。实际使用中，由于电路元器件的影响，交流电的实际过零点与检测到的过零点之间存在一定的误差，即检测到的过零点在实际过零点附近。因此，为提高检测精度，本实施方式中也需要对计算出的过零点进行校正。在对计算出的过零点进行校正时，同样可以采用第二实施方式中提到的两种校正方法，在本实施方式中不再赘述。

另外，可以理解的是，脉冲产生电路13也可以为一下拉电路，通过调整该下拉电路与光耦器件U1的连接方式，同样也可以实现产生单向脉冲信号的功能。下拉电路的具体结构可以参见图11。当脉冲产生电路13为下拉电路时，其工作原理与上拉电路类似，只是产生的单向脉冲信号刚好相反，即当上拉电路产生高电平信号时，下拉电路则产生低电平信号，当上拉电路产生低电平信号时，下拉电路则产生高电平信号，本文将不再详细描述。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。