過(guò)零檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)

一般做法

對(duì)于以過(guò)零信號(hào)為基準(zhǔn)，通過(guò)可控硅調(diào)壓的靜電除塵電源的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，市電過(guò)零信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確及可靠穩(wěn)定起到了至關(guān)重要的作用。

常電的市電過(guò)零檢測(cè)電路如下圖：

圖1. 常見(jiàn)的市電過(guò)零檢測(cè)電路

我的做法

我通過(guò)深入的分析，發(fā)現(xiàn)常用的通過(guò)光耦隔離檢測(cè)過(guò)零信號(hào)的電路存在抗干擾能力差的缺陷，可能導(dǎo)致過(guò)零點(diǎn)位置不對(duì)而可控硅錯(cuò)誤觸發(fā)，輸出電壓抖動(dòng)的情況。

為了克服這些缺降陷，我自己設(shè)計(jì)了下圖的過(guò)零檢測(cè)電路，

圖2. 本人設(shè)計(jì)的過(guò)零檢測(cè)電路

我通過(guò)以下兩個(gè)手段提高抗干擾能力：

精心計(jì)算輸入端的低通濾波電路參數(shù)，在保證導(dǎo)通角的可調(diào)范圍的前提下，達(dá)到最佳的濾波效果，同時(shí)軟件通過(guò)進(jìn)入中斷的時(shí)間差，過(guò)濾無(wú)效的干擾脈沖，綜合考慮最壞情況下濾波電路導(dǎo)致的延時(shí)以及其它異常情況，確保不發(fā)生誤觸發(fā)。

通過(guò)加入正反饋，設(shè)計(jì)遲滯比較電路。遲滯的一個(gè)很大好處就是，輸入的噪聲如果在遲滯區(qū)間內(nèi)，那么輸出就不會(huì)翻轉(zhuǎn)。而圖1以光耦的導(dǎo)通電壓作為臨界電壓，若交流輸入端有噪聲來(lái)回多次穿越光耦導(dǎo)通電壓時(shí)，輸出端即受到干擾，其正負(fù)狀態(tài)產(chǎn)生不正常轉(zhuǎn)換，如下圖：

圖3. 干擾雜波穿透參考電壓導(dǎo)致過(guò)零波形的干擾

抗干擾分析

采用multisim軟件進(jìn)行仿真分析，電路如下：

圖4.仿真電路

比較器的滯回電壓為-80mV~+80mV，只要經(jīng)過(guò)低通濾波的最終送到比較器輸入端的干擾信號(hào)的幅度峰-峰值小于160mV，檢測(cè)電路輸出的過(guò)零信號(hào)就不會(huì)有脈沖干擾。

圖5. 不同頻率最大允許的雜波的幅度

即使是頻率為20K，幅度峰峰值為8.48V的干擾信號(hào)，檢測(cè)電路也能完美過(guò)濾。

所輸出的過(guò)零信號(hào)不會(huì)引入干擾脈沖。

圖6. 我設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路，注入干擾信號(hào)時(shí)的輸出波形

相比之下，采樣光耦實(shí)現(xiàn)的過(guò)零檢測(cè)電路，只需要在市電輸入信號(hào)中注入頻率為20kHz，幅度峰峰值為566mV的干擾信號(hào)，輸出的過(guò)零信號(hào)就能看到干擾脈沖。

圖7. 常見(jiàn)的過(guò)零檢測(cè)電路，注入干擾信號(hào)時(shí)的輸出波形

本文來(lái)源頭條號(hào)物聯(lián)網(wǎng)全棧開(kāi)發(fā)

審核編輯：湯梓紅