家电产品过零信号检测方案总结

发布时间:2023-05-04  

过零检测简介

过零检测电路在电子产品中是常见的电路,常用来测量关于 AC 电源零点、电源频率和相关相角等参数。主要应用于对 AC 电源类参数之测量和控制的产品中,其中典型应用有:电源开关时序控制 (比如马达控制、照明、加热器等控制)、电功率和功率因素调整、相线控制等产品,特别在家电领域得到更广泛地应用。过零检测的作用为,当电网电压经过正弦波的零点时,电路会产生一个脉冲信号给到单片机的中断口,然后单片机做相应的处理。

7ad520a6-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

如上图,交流电每经过零点,过零检测电路都会产生一个脉冲。


应用场合:

1. 在一些需要给马达类器具调功调速的场合,单片机中断口通过检测过零信号,能识别到电网电压的过零点,通过调整可控硅导通角的大小,从而来调整马达的速度。现实中通过调整可控硅的导通角来调速的例子很多,常见的吊扇就是通过调整可控硅导通角来调速的。但吊扇一般使用的是阻容的方式来调整可控硅的导通角,而并不是使用过零信号。

2. 在某些使用可控硅做为负载控制开关的场合,需要控制可控硅在交流电的过零点开通,这样能防止可控硅开通时电流尖峰过大,这样对减少可控硅开通时的应力以及EMC都有好处。

3. 某些需要检测电网频率的场合,可以使用单片机的内振来计数单位时间内中断口检测到的过零信号数量来判断电网频率,因为50HZ和60HZ的电网,单位时间内AC电源过零点的数量是不同的。

4. 在某些需要精确计时的场合,利用过零信号不失为一个好方法,前提是硬件和软件的滤波要处理好,如果处理的好,计时的精度会比单片机内振的精度要高,在一些对成本要求高的场合,避免了使用外部晶振,减少成本。当然前提是电路中本来已有过零检测电路。接着来说怎么实现通过过零信号计时的,例如按上面第3点描述的,在判断了电网频率后,可使用过零信号计数的方式来计时,假设当前电网频率为50HZ,每当中断口检测计数到50个下降沿的过零信号,即为1秒,如此计数,用来计时。

5. 可通过过零信号检测来实现系统掉电保护,如中断口在规定的时间内未检测到过零信号,单片机即判定为设备掉电,单片机立即将需要保存的重要数据存入存储器中,这要求单片机的Vcc供电电容要足够大,以给单片机足够的时间往存储器中写入保存数据。当然系统掉电保护有很多种方案,这只是其中一种,现在很多单片机都支持低电压检测LVD功能,如下图:

7ae8f31a-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

7af74a78-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

具体过零检测电路方案:

常见方案有隔离和非隔离两种,先讲非隔离。

7b027466-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

R8为限流电阻,D3的作用是交流电负半周时,防止Q1的发射结反向击穿,D3将发射结反向电压钳位为0.7V

7b0cee6e-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

R2和R7为限流电阻,R12的作用为分压电阻,交流电负半周时,将Q3发射结反向电压限制在安全值以下,保护Q3

7b18b5aa-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

通过钳位二极管产生过零脉冲信号

7b24174c-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

方案3 过零信号波形

过零信号被钳位为最高峰值为5.6V,最低峰值为-0.6V的方波。

以下是隔离方案

7b2e3114-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

光耦隔离方案,D7作用为保护光耦,防止光耦内部发光管反向击穿,R17和C3组成滤波电路,使过零信号更干净

7b39daf0-dc2c-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

变压器隔离方案

以上是我总结的部分常用过零检测电路方案


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    来看看矢量网络分析仪S11和S21是什么意思。 R&S ZVL3台式矢量网络分析仪 矢量分析仪S11和S21是什么意思? 矢量分析仪测量S参数时,经常会谈到S11、S21等。这些是什么意思? 网络......
    什么是泰克示波器“5倍法则”?要如何理解呢?;经常使用泰克示波器或者了解示波器的伙伴们可能都听说过示波器的“5倍法则”,讲述的具体是什么意思呢?为什么会有5倍法则,而不是3倍、4倍法则?其实......
    的高频部分就会丢失,被测信号的波形就会失真。 带宽的单位是(Hz),带宽对应的是信号频率。 示波器的带宽和被测信号的频率一般来讲有个5倍关系,即100M采样率的示波器,能检测到的被测信号的最大频率为20M......
    参数(Scattering Parameters)常被简称为S参数。 二、矢量网络分析仪S11和S21是什么意思 矢量网络分析仪测量S参数时,经常会说到S11、S21等,这些是什么意思呢? 网络......
    变频器常见问题及解答(三);29、V/f模式是什么意思? 频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存......
    MCU 5V tolerant capability是什么意思?;以STM32F030为例,在datasheet中可以看到一句关于IO的表述:Up to 55 I/Os with 5V......
    使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。 6、所谓开环是什么意思? 给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实......
    使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。 6、所谓开环是什么意思? 给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实......
    用变频器的电机为什么发抖?变频器带动电机运行时产生抖动怎么处理?;一、用变频器的电机为什么发抖 1、编码器信号检测不准,或者信号线接触不好。检查一下编码器本身,然后检查一下信号线的连接情况。 2......
    变频器带电机抖动是什么问题?变频器带电机抖动怎么解决;01   用变频器的电机为什么发抖? 1、编码器信号检测不准,或者信号线接触不好。 检查一下编码器本身,然后检查一下信号线的连接情况。 2......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>