[發(fā)明專(zhuān)利]雙向過(guò)零檢測(cè)電路和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110166126.6
• 申請(qǐng)日: 2021-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114859108A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬洪濤;何巍;潘宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鉅泉光電科技（上海）股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/175
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/175
• 代理公司: 上海光華專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供一種雙向過(guò)零檢測(cè)電路和方法，檢測(cè)電路包括：正到負(fù)過(guò)零檢測(cè)模塊，負(fù)到正過(guò)零檢測(cè)模塊，光耦模塊；當(dāng)所述交流電信號(hào)處于非過(guò)零點(diǎn)時(shí)，向儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，光耦模塊無(wú)輸出；當(dāng)所述交流電信號(hào)處于過(guò)零點(diǎn)時(shí)，儲(chǔ)能電容進(jìn)行放電，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容的能量傳遞給光耦模塊，光耦模塊開(kāi)啟，觸發(fā)過(guò)零檢測(cè)信號(hào)；正到負(fù)過(guò)零點(diǎn)和負(fù)到正過(guò)零點(diǎn)的儲(chǔ)能電容放電時(shí)間不同。該電路只有少量分立器件和一個(gè)光耦組成，節(jié)約PCB空間，降低成本；過(guò)零檢測(cè)信號(hào)輸出只有一根信號(hào)，節(jié)約MCU的IO資源；功耗低；通過(guò)脈沖寬度的差異可以判斷過(guò)零的方向；檢測(cè)范圍寬；檢測(cè)精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙向過(guò)零檢測(cè)電路和方法。

背景技術(shù)

許多技術(shù)領(lǐng)域常會(huì)檢測(cè)交流電的過(guò)零點(diǎn)，如臺(tái)區(qū)識(shí)別、相位判斷、通訊信號(hào)的過(guò)零同步等。目前大部分都是單向過(guò)零檢測(cè)電路，雙向過(guò)零電路相對(duì)較少，如圖1是目前常用的一種雙向過(guò)零電路，采用兩個(gè)光耦隔離方案疊加在一起，U1提供正向過(guò)零，U2提供反向過(guò)零，通過(guò)門(mén)電路將兩個(gè)過(guò)零合并在一起，該方案功耗偏大，成本偏高，并且過(guò)零點(diǎn)不精確，需要通過(guò)軟件補(bǔ)償；圖2是整流加光耦隔離方案，橋堆對(duì)交流信號(hào)整流，輸出正半周和負(fù)半周兩個(gè)脈沖，經(jīng)過(guò)光耦隔離和三極管整形輸出；該方案功耗偏高，過(guò)零點(diǎn)不精確，與真實(shí)過(guò)零點(diǎn)相距甚遠(yuǎn)；另外常見(jiàn)的還有變壓器加整流方案，通過(guò)變壓器將AC220變成低壓，在通過(guò)二極管整流，三極管整形輸出過(guò)零；該方案采用變壓器，成本偏高，并且過(guò)零點(diǎn)存在很大偏差；

可以看出，以上幾種現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點(diǎn)為：成本過(guò)高、器件偏多需要消耗更多PCB空間，功耗偏高，而且無(wú)法區(qū)分過(guò)零的方向；因此如何提出一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，功耗低，能夠區(qū)分過(guò)零方向，檢測(cè)精度高的過(guò)零檢測(cè)電路和方法已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種雙向過(guò)零檢測(cè)電路和方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電路復(fù)雜，功耗高，而且無(wú)法區(qū)分過(guò)零方向的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種雙向過(guò)零檢測(cè)電路包括：正到負(fù)過(guò)零檢測(cè)模塊，負(fù)到正過(guò)零檢測(cè)模塊及光耦模塊；

所述正到負(fù)過(guò)零檢測(cè)模塊包括：第一二極管，第一穩(wěn)壓二極管，第一電容，第一開(kāi)關(guān)管及第二電阻；其中，所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極連接交流電源的電流輸出端，陽(yáng)極連接所述第一電容的一端；所述第一電容的另一端連接所述第一二極管的陰極；所述第一二極管的陽(yáng)極連接所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極；所述第一開(kāi)關(guān)管的控制端通過(guò)所述第二電阻連接所述第一二極管的陽(yáng)極，輸入端連接所述第一二極管的陰極。

所述負(fù)到正過(guò)零檢測(cè)模塊包括：第二二極管，第二穩(wěn)壓二極管，第二電容，第二開(kāi)關(guān)管及第四電阻；其中，所述第二穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接所述第一穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極，第二穩(wěn)壓二極管陰極連接交流電源的電流輸入端；所述第二電容一端連接所述第二穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極，另一端連接所述第二二極管的陰極；所述第二二極管的陽(yáng)極連接所述第二穩(wěn)壓二極管的陰極；所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端通過(guò)所述第四電阻連接第二二極管的陽(yáng)極，輸入端連接所述第二二極管的陰極。

所述光耦模塊的第一輸入端連接所述第一開(kāi)關(guān)管及所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端，第二輸入端連接所述第二穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極，第一輸出端輸出過(guò)零檢測(cè)信號(hào)。

可選地，所述雙向過(guò)零檢測(cè)電路還包括第一限流模塊和第二限流模塊，所述第一限流模塊連接于所述交流電源的電流輸出端和所述正到負(fù)過(guò)零檢測(cè)模塊的輸入端之間；所述第二限流模塊連接于所述交流電源的電流輸入端和所述正到負(fù)過(guò)零檢測(cè)模塊的輸入端之間。

可選地，所述第一限流模塊為第一電阻，所述第二限流模塊為第三電阻。

可選地，所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管為三極管。

可選地，所述光耦模塊包括光耦隔離器和濾波單元。

可選地，所述第一電容和所述第二電容的容值不同。