對(duì)于家電行業(yè)的硬件工程師來說，對(duì)過零檢測(cè)電路一定很熟悉，因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)晶閘管時(shí)，我們需要從220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)化出一個(gè)方波信號(hào)作為我們驅(qū)動(dòng)的基準(zhǔn)，可以通過光耦或者三極管來搭建過零檢測(cè)電路，這取決于你是否有隔離的要求，一般來說輸入不需要隔離，那么我們一般采用成本更為低廉的三極管來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然用運(yùn)放也可以實(shí)現(xiàn)，今天我們就說一下如何用運(yùn)放來實(shí)現(xiàn)過零檢測(cè)電路。

那么什么叫過零檢測(cè)電路呢？具有檢測(cè)正弦波形從正到負(fù)，或從負(fù)到正電平變化的能力的運(yùn)算放大器檢測(cè)器稱為過零檢測(cè)器。更具體地說，我們可以說它檢測(cè)到所有交流信號(hào)和GND的交叉點(diǎn)。它基本上是一個(gè)電壓比較器，當(dāng)輸入信號(hào)越過參考電壓電平的零時(shí)，其輸出就會(huì)發(fā)生變化。它也被稱為方波發(fā)生器，因?yàn)樗┘拥妮斎胄盘?hào)被過零檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為方波。

過零比較

過零檢測(cè)器電路圖

下圖表示使用反相運(yùn)算放大器搭建的過零檢測(cè)器電路：

過零檢測(cè)器電路

這里，輸入信號(hào)Vi 被提供給運(yùn)算放大器的反相端，而非反相端通過使用兩個(gè)電阻器R1和R 2接地。正如我們所看到的，模擬輸入信號(hào)是在運(yùn)算放大器的反相端提供的。因此，輸出端的信號(hào)波形將保持反向極性。

過零檢測(cè)器的工作

它檢測(cè)輸入信號(hào)與參考電壓電平，也就是GND相交的位置。對(duì)于每一次交叉，輸出信號(hào)都會(huì)發(fā)生電平跳變。正如我們已經(jīng)提到的，參考電平設(shè)置為 0 并應(yīng)用于運(yùn)算放大器的同相端子。每次輸入波形的相位從正變?yōu)樨?fù)或從負(fù)變?yōu)檎龝r(shí)，將施加在運(yùn)算放大器反相端子上的正弦波與參考電平進(jìn)行比較，說白了就是一個(gè)比較器。

波形

注意事項(xiàng)

1. 選擇一個(gè)大輸入共模范圍的比較器，這取決于輸入電壓。

2. 當(dāng)輸入電壓出現(xiàn)異常，大幅度偏離設(shè)計(jì)輸入電壓時(shí)，應(yīng)該使用二極管來保護(hù)比較器共模輸入端口。

3.當(dāng)我們通過繼電器驅(qū)動(dòng)一個(gè)交流大電流負(fù)載時(shí)，由于交流電壓在每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，如果我們?cè)诜逯惦妷禾帞嚅_繼電器或者吸合繼電器，由于此時(shí)電壓過高，會(huì)導(dǎo)致繼電器的吸合或者斷開電流比較大，甚至?xí)霈F(xiàn)拉弧現(xiàn)象，這對(duì)于繼電器的觸點(diǎn)壽命來說是十分不利的，如果我們的0V電壓處開關(guān)繼電器，則可以大大減小此種影響。另外我們?cè)谑褂镁чl管來開關(guān)負(fù)載時(shí)，可以通過過零方波信號(hào)來提過一個(gè)信號(hào)基準(zhǔn)，因靠此基準(zhǔn)來調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比。
審核編輯：湯梓紅