一种电阻分压型电压过零点检测电路的制作方法

本实用新型涉及交流电零点电压检测领域，尤其涉及一种电阻分压型电压过零点检测电路。

背景技术：

现有技术中，交流电零点电压检测通常采用光电耦合器实现，光电耦合器能有效隔离功率电路和控制电路，采用光电耦合器的电压过零点检测电路能有效隔离功率电路和控制电路，参见图1，所示为光电耦合器型的电压过零点采样电路原理图。光电耦合器内部输入发光二极管的反向电压为4V(在工作温度25℃下)，为了防止输入电压将光电耦合器反向击穿，在电路中加入型号为1N4001的二极管D1和D2，其反向耐压值为1000V，在市电电压范围内足够使用。输入电压过零点时不能立即触发光电耦合器导通，而是先导通外部二极管和光电耦合器内部输入二极管，其导通电压分别是0.62V(在25摄氏度下，电流小于0.1A)和1.15V。当在输入市电电压在正半周的时，光电耦合器U2的输出三极管导通，光电耦合器U3的输出三极管关闭；当市电电压在负半周时，光电耦合器U2的输出三极管关闭，光电耦合器U3的输出三极管导通。

通过光电耦合器虽然能隔离功率电路和控制检测电路，但是它有诸多缺点。光电耦合器的导通时间较长，而且需要先导通外部二极管和光电耦合器内部二极管，从而导致采样的过零点信号与实际信号有大的偏差。要使光电耦合器完全导通，还需要足够的导通电流，典型值约为10mA，这样会导致限流电阻发热，光电耦合器导通后，其导通电流在限流电阻上产生电压，在对应的实际电压会存在较大的偏差。由于光电耦合器的电流限制，实际检测输入交流信号的幅度范围比较狭窄。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，确有必要提供一种电阻分压型电压过零点检测电路，以一种简单的电路结构实现过零点信号的精确检测。

为了克服现有技术存在的技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种电阻分压型电压过零点检测电路，包括比较器芯片U1、非门N1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1和第二电容C2，其中，所述比较器芯片U1为比较运算放大器LM393；

所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端分别与交流输入的两端相连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第三电阻R3的一端和所述第五电阻R5的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第一电容C1的一端、所述第一二极管D1的负端、所述第二二极管D2的正端、所述比较器芯片U1的第二引脚相连接；所述第二电阻R2的另一端与所述第四电阻R4的一端、所述第一电容C1的另一端、所述第一二极管D1的正端、所述第二二极管D2的负端、所述比较器芯片U1的第三引脚相连接；所述比较器芯片U1的第八引脚与所述第二电容C2的一端相连接并共同与电源正输出端相连接；所述第五电阻R5的另一端、所述第四电阻R4的另一端、所述第二电容C2的另一端、所述比较器芯片U1的第四引脚共同与GND地端相连接；所述比较器芯片U1的第一引脚与所述第六电阻R6的一端、所述非门N1的输入端相连接，所述非门N1的输出端与后级电路相连接，所述第六电阻R6的另一端与电源正输出端相连接。

优选地，所述非门N1采用CMOS反相器芯片SN74HC04N。

与现有技术光电耦合器型的过零点电压检测电路相比较，本实用新型电阻分压型电压过零点检测电路的电路结构简单，同时这种检测方式具有高响应，能精确测出过零点信号，检测交流信号范围大等优点，适合于各种应用场合。

附图说明

图1为现有技术光电耦合器型的电压过零点采样电路原理图。

图2为本实用新型电阻分压型电压过零点检测电路的电路原理图。

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型提供的技术方案作进一步说明。

参见图2，所示为本实用新型提供的电阻分压型的电压过零点检测电路的电路原理图，包括比较器芯片U1、非门N1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1和第二电容C2，其中，比较器芯片U1为比较运算放大器LM393；

第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端分别与交流输入的两端相连接，第一电阻R1的另一端与第三电阻R3的一端和第五电阻R5的一端相连接，第三电阻R3的另一端与第一电容C1的一端、第一二极管D1的负端、第二二极管D2的正端、比较器芯片U1的第二引脚相连接；第二电阻R2的另一端与第四电阻R4的一端、第一电容C1的另一端、第一二极管D1的正端、第二二极管D2的负端、比较器芯片U1的第三引脚相连接；比较器芯片U1的第八引脚与第二电容C2的一端相连接并共同与电源正输出端相连接；第五电阻R5的另一端、第四电阻R4的另一端、第二电容C2的另一端、比较器芯片U1的第四引脚共同与GND地端相连接；比较器芯片U1的第一引脚与第六电阻R6的一端、非门N1的输入端相连接，非门N1的输出端与后级电路相连接，第六电阻R6的另一端与电源正输出端相连接。

在上述电路中，其中R1和R2为限流电阻，电阻R5和R4的阻值相对R1和R2较小，与电阻R1和R2构成分压电路，并能分到小部分电压。设R5和R4所分到的电压峰值为U_R，市电输入电压最大值为U_imax，其中R1和R2的电阻值为100kΩ，R5和R4的电阻值为4.7kΩ，则

电阻R3和电容C1构成一阶RC低通滤波电路，在截止频率点后的干扰信号会以-20DB/十倍频的速度衰减。其中R3为4.7kΩ，C1为100pF，其截止频率为：

二极管D1和D2的作用是钳位，能保护比较器的输入引脚，使用型号为1N4148的二极管，在二极管之前已有电阻分压，故这里不需要很高耐压的二极管。U1为比较运算放大器LM393，它的输出需要连接上拉电阻，这样在交流信号上下半周交替时，比较器芯片U1的输出会出现电平变化，从而准确检测出过零点信号。在比较器芯片U1的输出端还连接有一个非门N1，从而提升电路的输出驱动能力，有助于后级电路的处理。在电压分压型电压过零点检测电路，需要对电阻分压侧和比较器侧进行共地连接，防止电路因为无参考地而无法正常工作。同时，非门N1也与比较器芯片U1共电源共地。相对于光电耦合器型的过零点电压检测电路，本实用新型的检测方式具有高响应，误差小，检测交流信号范围大的优点。电阻分压型检测电路结构简单，能精确测出过零点信号，适合于各种应用场合。

在一种优选实施方式中，非门N1采用CMOS反相器芯片SN74HC04N。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。