一种AC电压过零触发检测电路的制作方法

本发明涉及的是ac电压保护控制技术领域，具体涉及一种ac电压过零触发检测电路。

背景技术：

目前，在市政建设领域，ac正弦波作为标准市电供电源，在实际工作应用中可能需要频繁的ac输入开断，但是如果负载是led驱动电源等容性负载，在投切过程中会出现非常大的过冲电流，继电器交流触电容易被烧坏，影响继电器的寿命。基于此，设计一种新型的ac电压过零触发检测电路尤为必要。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种ac电压过零触发检测电路，结构设计合理，元器件少，简单可靠，能精确地对正弦波进行信号处理，延长继电器使用寿命，提升负载电流，成本低，精度高，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种ac电压过零触发检测电路，包括运算放大器、tvs瞬态二极管、第一电阻-第七电阻和电容，第一电阻的一端与市政供电的火线相连，第一电阻的另一端连接第二电阻至运算放大器的3脚相连，第三电阻的一端与市政供电的零线相连，第三电阻的另一端依次连接第四电阻、tvs瞬态二极管至运算放大器的3脚，所述第二电阻与tvs瞬态二极管相接的节点连接第五电阻至地端，第四电阻与tvs瞬态二极管相接的节点连接第六电阻至地端，运算放大器的2脚、4脚均接地，运算放大器的4脚与5脚之间接有电容，运算放大器的5脚连接至3.3v供电电源，运算放大器的1脚连接第七电阻至3.3v供电电源，运算放大器的1脚输出处理过的过零信号。

作为优选，所述的运算放大器采用运算放大器ts321，作为比较器对正弦波形进行处理。

作为优选，所述的tvs瞬态二极管采用瞬态二极管pesd5v0s1bb，用以限制ac信号分压后的电压幅值，保护运算放大器的输入口端不会过压损坏。

作为优选，所述的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值均为100kω，第五电阻、第六电阻的阻值均为249ω，第七电阻的阻值为100kω，为后续单片机提供一个默认高电平信号。

作为优选，所述的电容作为运算放大器的供电电压去偶电容，其容值为0.1uf。

本发明的有益效果：本电路使用常用的电子元器件进行信号检测，能精确地对正弦波进行信号处理，元器件少，简单可靠，使用方便，大大延长继电器使用寿命，提升负载电流，成本低，精度高，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的电路图；

图2为本发明ac交流信号经电阻分压后的输出波形图；

图3为本发明经过运算放大器输出的波形图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-3，本具体实施方式采用以下技术方案：一种ac电压过零触发检测电路，包括运算放大器u1、tvs瞬态二极管d1、第一电阻r1-第七电阻r7和电容c1，第一电阻r1的一端与市政供电的火线相连，第一电阻r1的另一端连接第二电阻r2至运算放大器u1的3脚相连，第三电阻r3的一端与市政供电的零线相连，第三电阻r3的另一端依次连接第四电阻r4、tvs瞬态二极管d1至运算放大器u1的3脚，所述第二电阻r2与tvs瞬态二极管d1相接的节点连接第五电阻r5至地端，第四电阻r4与tvs瞬态二极管d1相接的节点连接第六电阻r6至地端，运算放大器u1的2脚、4脚均接地，运算放大器u1的4脚与5脚之间接有电容c1，运算放大器u1的5脚连接至3.3v供电电源，运算放大器u1的1脚连接第七电阻r7至3.3v供电电源，运算放大器u1的1脚输出处理过的过零信号。

值得注意的是，所述的运算放大器u1采用运算放大器ts321，作为比较器对正弦波形进行处理。

所述的tvs瞬态二极管d1采用瞬态二极管pesd5v0s1bb，用以限制ac信号分压后的电压幅值，保护运算放大器u1的输入口端不会过压损坏。

所述的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4的阻值均为100kω，第五电阻r5、第六电阻r6的阻值均为249ω，第七电阻r7的阻值为100kω，为后续单片机提供一个默认高电平信号。

此外，所述的电容c1作为运算放大器u1的供电电压去偶电容，其容值为0.1uf。

本具体实施方式第一电阻r1、第二电阻r2与所述第五电阻r5对交流正弦波进行分压，同理，第三电阻r3、第四电阻r4与第六电阻r6对交流正弦波进行分压，分压后得到幅值满足运算放大器u1的正极输入电压范围，与负极的接地信号进行比较，当正弦波的电压幅值大于0v时，所述运算放大器u1就输出高电平，当正弦波电压低于0v时，运算放大器u1就输出低电平。

该电路的工作原理为：ac交流经过第一电阻r1、第二电阻r2及第五电阻r5被分压到0.25v左右的正弦波(以220vac为例)，将运算放大器u1的输入负极in-接地，将ac电压分压后的波形输入到运算放大器u1的正极in+，运算放大器u1被作为比较器将in+的信号与in-的信号进行比较：当in+的信号大于0v时，即ac电压在正半周期时，运算放大器u1输出3.3v高电平；当in+的信号小于0v时，即ac电压在负半周期时，运算放大器u1输出0v低电平，运算放大器输出信号为周期为20ms，占空比为50%的调制信号(以50hz交流信号为例)，pwm的电平变化点(由高电平变低电平或由低电平变高电平)即为交流正弦波的过零点，在交流信号的过零点进行继电器的投切，可实现对继电器最小的损伤，以及负载电流容量的最大提升和优化。

本具体实施方式通过运算放大器的轨到轨特性，可实现交流电压几乎0v电压的触发，比使用光耦在交流信号的低于某一个电压值才能触发的方式更准确，并且不论50hz或60hz、110v或380v，均可完全适用并准确判断出ac交流信号过零触发点。该电路广泛用于市电通过继电器在过零点进行投切的的检测，电路结构简单，使用常用的电子元器件进行信号检测，元器件少，且方便可靠，精度高，有效实现对ac电压波形精确处理，进而得出ac电压的过零点，大大延长继电器使用寿命，提升负载电流，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。