一种宽电压低功耗双向过零检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到单片机控制及电力线通讯技术领域，特别是涉及一种宽电压低功耗双向过零检测电路。
【背景技术】
[0002]目前，许多技术领域常会检测交流电的过零点，如电力控制系统。为实现对大功率负载的控制，对可控硅的精准控制尤为重要，如何实现精准的触发控制信号，电网的过零点检测是该控制的关键技术。
[0003]现有过零检测大部分采用整流桥将交流信号整流成半波信号，经过一个和光耦串联的限流电阻，光耦次级连接三极管将模拟信号转换成数字信号给控制器。其中限流电阻的取值是过零检测精度的关键，取值较大时，检测零点偏移真实零点较大，误差较大，当电网电压波动时，检测零点也随着波动，导致检测错误。而取值较小时，检测零点偏移真实零点较小，误差较小，当电网电压波动时，检测零点波动较小，但是电路功耗变大。因此其不适宜在宽电压范围工作，将产生过零检测精度与电路功耗不可兼得的现象。
[0004]因此，现有技术有待进一步的改进。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的问题在于，提供一种一种宽电压低功耗双向过零检测电路。解决在宽电压范围工作下无法同时保证检测的高精度和降低电路功耗的技术问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]一种宽电压低功耗双向过零检测电路，包括限流电阻、双向隔离光耦电路、光隔离三端双向可控硅驱动器和微处理器、所述限流电阻与双向隔离光耦电路的输入侧和光隔离三端双向可控硅驱动器的受控侧依次串联，双向隔离光耦电路的输出侧连接比较器的反向输入端，光隔离三端双向可控硅驱动器的控制侧连接微处理器；所述比较器将双向隔离光耦电路的输出信号转换成数字信号触发微处理器中断，微处理器定时周期性触发光隔离三端双向可控硅驱动器的导通。
[0008]所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其中，所述双向隔离光耦电路包括单个的交流光耦合器或者由2个单向隔离光耦组成的双向隔离光耦合器。
[0009]所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其中，还包括第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，所述第一分压电阻分别连接输入电压和比较器的反向输入端，所述第二分压电阻分别连接输入电压和比较器的正向输入端，所述第三分压电阻分别接地和连接比较器的正向输入端。
[0010]所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其中，第二分压电阻和第三分压电阻均为可调电阻。
[0011]所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其中，所述微处理器触发光隔离三端双向可控娃驱动器导通的周期为7_9ms。
[0012]所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其中，所述交流光耦合器为PS2506-1交流光親合器。
[0013]所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其中，所述限流电阻的电阻值为100K欧姆。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的过零检测电路保证检测精度的同时可兼顾检测电路在宽电压范围下工作且电路功耗很小。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型提供的宽电压低功耗双向过零检测电路的实现示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。
[0017]如图1所述，本实用新型提供的宽电压低功耗双向过零检测电路，包括限流电阻R1、双向隔离光耦电路U1、光隔离三端双向可控硅驱动器U2和微处理器(图中未示出)、其中，在高压侧，所述限流电阻Rl与双向隔离光耦电路Ul的输入侧和光隔离三端双向可控硅驱动器U2的受控侧依次串联；在低压侧，双向隔离光耦电路Ul的输出侧阴极接地，阳极接比较器的反向输入端和第一分压电阻R2，光隔离三端双向可控硅驱动器的控制侧阴极连接微处理器的I/O接口，阳极连接限流电阻R6，R6的另一端接输入电压VCC ;比较器的正向输入端还连接有第二分压电阻R3和第三分压电阻R4，R3的另一端连接输入电压VCC，R4的另一端接地。比较器的输出端接微处理器的I/O接口和上拉电阻R5，R5的另一端接输入电压VCC0
[0018]比较器将双向隔离光耦电路Ul的输出信号转换成数字信号触发微处理器中断，微处理器定时周期性触发光隔离三端双向可控硅驱动器U2的导通。其中具体实现方式是:输入侧交流电在电压信号波峰处，流过Ul的输入侧的电流较大，输出侧与R2分压得到值小于R3和R4分压得到的值Vref，比较器输出高电平；输入交流电电压信号在过零点附近，电压较小，流过Ul的输出侧的电流减小，输出侧分压值大于Vref，比较器由高电平转换为低电平，电平信号输入微处理器，触发中断。微处理器触发中断后，判断处理几个周期时间，后触发中断时微处理器输出高电平，关闭U2，再按一定时间定时触发U2的导通。
[0019]本实施例的双向隔离光耦电路可以为单个的交流光耦合器，也可以为由2个单向隔离光耦组成的双向隔离光耦合器，Ul优选采用NEC高传输比PS2506-1交流光耦合器。
[0020]进一步地，第二分压电阻R3和第三分压电阻R4为可调电阻，可以调整两个分压电阻R3和R4的比例来调节比较器阀值电压Vref，进而调整触发信号和零点的时间差，以保证过零检测的精度。
[0021]结合图1，以我国220伏、50Hz交流市电为例做进一步描述。电网上电，微处理器控制1/02输出高电平，检测电路不工作。待电路上电完全，电压稳定，微处理器输出一个低电平到1/02使光隔离三端双向可控硅驱动器导通，过零检测电路工作。在电网波峰处流过Ul初级电流大，比较器输出高电平，在零点处即比较器由高电平转换为低电平处，触发微处理器中断，微处理器判断几个中断周期后，处理器输出一个高电平到1/02使光隔离三端双向可控硅驱动器在过零点附近前关闭。由于50Hz电网频率，半波周期为10ms，利用微处理器定时7-9ms后重新触发光隔离三端双向可控硅驱动器在临近零点之前导通，恢复电路工作。在检测到零点时触发微处理器中断，关闭光隔离三端双向可控硅驱动器，周而复始。
[0022]在本实施例中限流电阻Rl值采用100K，这样在220V峰值处流过电流约3mA，长期工作时限流电阻Rl的功耗约0.5W。而在电网峰值区关闭检测，断开回路，将使Rl功耗降至25mW，这样大大减小了检测电路的功耗。此外由于限流电阻Rl的值较小，其检测精度较高。
[0023]总之，通过本实用新型的过零检测电路，既能保证其过零点的检测精度，又能够大大降低在宽电压范围下工作的电路功耗。
[0024]应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，包括限流电阻、双向隔离光耦电路、光隔离三端双向可控硅驱动器和微处理器、所述限流电阻与双向隔离光耦电路的输入侧和光隔离三端双向可控硅驱动器的受控侧依次串联，双向隔离光耦电路的输出侧连接比较器的反向输入端，光隔离三端双向可控硅驱动器的控制侧连接微处理器；所述比较器将双向隔离光耦电路的输出信号转换成数字信号触发微处理器中断，微处理器定时周期性触发光隔离三端双向可控硅驱动器的导通。2.根据权利要求1所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，所述双向隔离光耦电路包括单个的交流光耦合器或者由2个单向隔离光耦组成的双向隔离光耦合器。3.根据权利要求1所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，还包括第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，所述第一分压电阻分别连接输入电压和比较器的反向输入端，所述第二分压电阻分别连接输入电压和比较器的正向输入端，所述第三分压电阻分别接地和连接比较器的正向输入端。4.根据权利要求3所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，第二分压电阻和第三分压电阻均为可调电阻。5.根据权利要求1所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，所述微处理器触发光隔离三端双向可控硅驱动器导通的周期为7-9ms。6.根据权利要求2所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，所述交流光耦合器为PS2506-1交流光耦合器。7.根据权利要求1所述的宽电压低功耗双向过零检测电路，其特征在于，所述限流电阻的电阻值为10K欧姆。
【专利摘要】本实用新型公开了一种宽电压低功耗双向过零检测电路，包括限流电阻、双向隔离光耦电路、光隔离三端双向可控硅驱动器和微处理器、所述限流电阻与双向隔离光耦电路的输入侧和光隔离三端双向可控硅驱动器的受控侧依次串联，双向隔离光耦电路的输出侧连接比较器的反向输入端，光隔离三端双向可控硅驱动器的输出侧连接微处理器；所述比较器将双向隔离光耦电路的输出信号转换成数字信号触发微处理器中断，微处理器定时周期性触发光隔离三端双向可控硅驱动器的导通。本实用新型的过零检测电路，既能保证其过零点的检测精度，又能够大大降低在宽电压范围下工作的电路功耗。
【IPC分类】G01R19/25
【公开号】CN204694767
【申请号】CN201520404216
【发明人】黄明旭
【申请人】深圳市优逸电子科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月12日