[發(fā)明專利]過零檢測電路和家電設備

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• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106841762A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 莊耿
• 申請（專利權）人: 廣東美的廚房電器制造有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: G01R19/175
• 分類號: G01R19/175
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產權代理事務所(普通合伙)11343
• 代理人: 尚志峰,汪海屏

技術領域

本發(fā)明涉和家電設備技術領域，具體而言，涉及一種過零檢測電路和一種家電設備。

背景技術

在家電設備接入交流市電(通常包括市電零線N、市電火線L和市電地線三相交流信號)工作時，需要設置過零檢測電路來控制家電設備中的大功率負載的開啟點和關閉點，特別是用于減少負載開啟瞬間的沖擊電流，從而降低家電設備中器件損壞的風險和電網波動。

相關技術中，過零檢測電路的連接方式如圖1所示，具體包括限流電阻R1、光耦模塊(或稱為光電耦合器)IC、整流二極管D1、上拉電阻R3、輸出保護電阻R4和濾波電容C等器件，其中，限流電阻R1用于控制光耦模塊IC的工作電流I滿足1mA≤I≤50mA。

如圖2所示，光耦模塊IC包括發(fā)光二極管和光敏器件，上拉電阻R3和光敏器件串聯(lián)于直流源U和地線GND之間，當光耦模塊IC的陽極接口a1與陰極接口a2的電勢差大于發(fā)光二極管的導通電壓時，發(fā)光二極管導通發(fā)光。

當交流市電發(fā)生翻轉時，發(fā)光二極管不導通發(fā)光，由于光敏器件在發(fā)光二極管發(fā)光和不發(fā)光兩種情況下，光敏器件的電信號如分壓值和電流值均不相同，因此，通過光耦模塊IC的第一輸出端a3和第二輸出端a4將電信號作為觸發(fā)信號通過輸出保護電阻R4和濾波電容C傳輸至處理器的一個指定I/O接口。

但是，相關技術中的過零檢測電路至少存在以下技術缺陷：

(1)如圖1所示的過零檢測電路應用在歐洲國家時，其交流市電為230V/50Hz，過零檢測電路的消耗功率約為0.24瓦特，對于歐盟提出的家電關屏待機功耗要不大于0.5瓦特的要求，已經占了將近一半的功耗。

(2)光耦模塊的CTR(Current Transfer Ratio，電流傳輸比)值會隨著溫度的升高而衰減，因此必須保證光耦模塊的輸入端電流大于或等于1毫安，因此，必須匹配相應的限流電阻，導致了過零檢測電路通用性比較差。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出了一種過零檢測電路。

本發(fā)明的另一個目的在于提出了一種家電設備。

為實現上述目的，根據本發(fā)明的第一方面的技術方案，提出了一種過零檢測電路，包括：晶體管開關，串聯(lián)連接于光耦模塊的陰極接口與市電火線的采樣端L之間；限流電阻，限流電阻串聯(lián)連接于晶體管開關的驅動端和市電零線的采樣端之間，其中，晶體管開關導通時，光耦模塊的第一輸出端向負載控制模塊輸出過零信號。

在該技術方案中，上述過零檢測電路還包括光耦模塊，光耦模塊的第一輸出端連接至負載控制模塊，結合光耦模塊和晶體管開關對市電進行采樣，在限流電阻的作用下晶體管開關能夠在較小的電流變化下進入飽和狀態(tài)，從而觸發(fā)光耦模塊導通，光耦模塊輸出過零信號，進而達到過零檢測的目的。

值得特別指出的是，通過將限流電阻和晶體管開關的驅動端串聯(lián)，晶體管開關可以在不同的交流市電下得到較小的電流，有效地降低了過零檢測電路的功耗，提高了過零檢測電路的通用性。

根據本發(fā)明的上述技術方案的過零檢測電路，還可以具有以下技術特征：

在上述技術方案中，優(yōu)選地，晶體管開關為三極管時，驅動端為三極管的基極，三極管的集電極連接至光耦模塊的陰極接口，三極管的發(fā)射極連接至地線。

在該技術方案中，在晶體管開關為三極管時，以三極管的基極作為驅動端，并將三極管的集電極連接至光耦模塊的陰極接口，三級管的發(fā)射極接地。

具體地，三極管控制光耦模塊的陽極接口和陰極接口的導通和截止，三極管的導通(飽和或放大)與截止由正弦交流市電的正半周和負半周來決定，當三極管為NPN型時，其基極和發(fā)射極之間的電壓大于0.7V時，非常小的基極電流就能使三極管進入飽和狀態(tài)，從而使光耦模塊處于導通狀態(tài)。

其中，三極管可以根據檢測過零點的實際需求選擇為NPN型或PNP型。

通過設置三極管的發(fā)射極與市電火線的采樣端L連接，基極通過串聯(lián)連接的限流電阻與市電零線的采樣端連接，對于任何國家的市電來說，都能在市電的正半周到來時，使三極管進入飽和狀態(tài)，又因為三極管的基極電流需求比較小，一般為微安級，所以限流電阻的阻值可以取得非常大。