過零檢測電路的設(shè)計

一般做法

對于以過零信號為基準(zhǔn)，通過可控硅調(diào)壓的靜電除塵電源的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，市電過零信號檢測的準(zhǔn)確及可靠穩(wěn)定起到了至關(guān)重要的作用。

常電的市電過零檢測電路如下圖：

圖1. 常見的市電過零檢測電路

我的做法

我通過深入的分析，發(fā)現(xiàn)常用的通過光耦隔離檢測過零信號的電路存在抗干擾能力差的缺陷，可能導(dǎo)致過零點位置不對而可控硅錯誤觸發(fā)，輸出電壓抖動的情況。

為了克服這些缺降陷，我自己設(shè)計了下圖的過零檢測電路，

圖2. 本人設(shè)計的過零檢測電路

我通過以下兩個手段提高抗干擾能力：

精心計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，同時軟件通過進(jìn)入中斷的時間差，過濾無效的干擾脈沖，綜合考慮最壞情況下濾波電路導(dǎo)致的延時以及其它異常情況，確保不發(fā)生誤觸發(fā)。

通過加入正反饋，設(shè)計遲滯比較電路。遲滯的一個很大好處就是，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回多次穿越光耦導(dǎo)通電壓時，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)過低通濾波的最終送到比較器輸入端的干擾信號的幅度峰-峰值小于160mV，檢測電路輸出的過零信號就不會有脈沖干擾。

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，檢測電路也能完美過濾。

所輸出的過零信號不會引入干擾脈沖。

圖6. 我設(shè)計的檢測電路，注入干擾信號時的輸出波形

相比之下，采樣光耦實現(xiàn)的過零檢測電路，只需要在市電輸入信號中注入頻率為20kHz，幅度峰峰值為566mV的干擾信號，輸出的過零信號就能看到干擾脈沖。

圖7. 常見的過零檢測電路，注入干擾信號時的輸出波形

本文來源頭條號物聯(lián)網(wǎng)全棧開發(fā)

審核編輯：湯梓紅