[實用新型]高實時性的伺服交流電過零檢測電路

有效

• 申請號: 201822274299.6
• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN209690398U
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 王剛志;郭可軒
• 申請（專利權）人: 杭州之山智控技術有限公司
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165;G01R1/28
• 代理公司: 33233 浙江永鼎律師事務所
• 代理人: 陸永強;張建<國際申請>=<國際公布>=

本實用新型涉及一種高實時性的伺服交流電過零檢測電路。它解決了現有設計不夠合理等技術問題。包括交流電源，交流電源的一端串聯有第一電阻，另一端串聯有第四電阻，第一電阻和第四電阻的阻值均為1MΩ，第一電阻和第四電阻分別與雙運算放大器相連，雙運算放大器為LM358N芯片，第一電阻和第四電阻之間并聯有相互反向設置的第一高速開關二極管和第二高速開關二極管，第一電阻和第四電阻之間還依次串聯有第二電阻和第三電阻，且所述的第二電阻和第三電阻之間接地。本實用新型簡化整體電路結構，該方案的時間誤差僅取決于比較器電平跳變的響應速度和比較器的差分電平分辨率，實現偏差小，利用交流零點進行同步質量較高。

技術領域

本實用新型屬于電路設備技術領域，尤其涉及一種高實時性的伺服交流電過零檢測電路。

背景技術

伺服的無傳感器算法需要電壓重構單元，通常需要檢測交流電源的零點V0以用來進行電壓信號同步。目前較常見的方案如圖1所示：圖1的電路可以檢測到交流電經過零點的時間，但是它存在諸多的弊端，列舉如下：1.電阻消耗功率太大，發熱較多。220V交流電，按照有效值進行計算三個47K的電阻平均每個電阻的功率為220^2/(3*47k)/3＝114.42mw。對于0805的貼片電阻按照1/8w的功率計算，當前的消耗功率接近其額定功率，電阻發熱大較大。同時需要注意市電的有效值為220V，其峰值電壓為311V，以此計算可以得到每個電阻的瞬時最大功率為228mw，嚴重超過了電阻的額定功率，因此使用是存在危險的。2.光耦的過零點反應速度，TZA上升沿時間長。實際測試發現光耦過零點上升沿和下降沿的跳變時間為120us左右(高低電平壓差為3.3V)。對于一般的應用可以接受，但是對于通信中的同步應用該反應時間將嚴重影響通信質量。因為在120us內都可以認為是發生了過零事件，也就是說，過零的判斷可能存在最高達120us的偏差。3.根據光耦的導通特性，該電路的零點指示滯后實際交流電發生的零點。滯后時間可以根據光耦的導通電流計算，NEC2501的典型值是10ma，實際上，當前向電流達到1ma的時候光耦一般就已經導通了。現以1ma電流計算，電阻3×47k＝141k,則電壓為141V，相應的滯后零點時間約為1.5ms。假設0.5ma導通則電壓為70V，則滯后時間為722us。4.TZA輸出波形和標準方波相差較大，占空比高于50％。實際測試中占空比的時間誤差達到1.2ms，在應用中該時差不能被忽略。基于以上列出的各個問題導致利用交流零點進行同步質量較差，因此，目前迫切需要一種利用交流零點進行同步質量較好的電路結構。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種結構簡單的高實時性的伺服交流電過零檢測電路。

為達到上述目的，本實用新型提出了一種高實時性的伺服交流電過零檢測電路，包括交流電源，其特征在于，所述的交流電源的一端串聯有第一電阻，另一端串聯有第四電阻，且所述的第一電阻和第四電阻的阻值均為1MΩ，所述的第一電阻和第四電阻分別與雙運算放大器相連，所述的雙運算放大器為LM358N芯片，所述的第一電阻和第四電阻之間并聯有相互反向設置的第一高速開關二極管和第二高速開關二極管，且所述的第一電阻和第四電阻之間還依次串聯有第二電阻和第三電阻，且所述的第二電阻和第三電阻之間接地。

在上述的高實時性的伺服交流電過零檢測電路中，所述的第一高速開關二極管和第二高速開關二極管均為1N4148二極管。

在上述的高實時性的伺服交流電過零檢測電路中，所述的第二電阻的阻值大小和第三電阻的阻值大小均為10KΩ。

在上述的高實時性的伺服交流電過零檢測電路中，所述的雙運算放大器的2腳與第一電阻相連，所述的雙運算放大器的3腳與第四電阻相連。

在上述的高實時性的伺服交流電過零檢測電路中，所述的雙運算放大器的8腳連接有供電端，所述的雙運算放大器的4腳與接地端相連，且所述的雙運算放大器的1腳與輸出端相連。

在上述的高實時性的伺服交流電過零檢測電路中，所述的雙運算放大器的8腳連接的供電端電壓為5V。