需要說(shuō)明的是，這里的過(guò)零檢測(cè)指的是在交流回路的中的過(guò)零檢測(cè)，對(duì)于我們最常接觸的交流電就是我們使用的220V的市電了。
1、什么是過(guò)零檢測(cè)
在交流回路中，電壓隨時(shí)間的變化是正弦波，當(dāng)波形由正半周向負(fù)半周轉(zhuǎn)換或者由負(fù)半周向正半周轉(zhuǎn)換時(shí)，經(jīng)過(guò)x坐標(biāo)的點(diǎn)就是過(guò)零點(diǎn)。所謂 過(guò)零檢測(cè)，就是對(duì)過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，判斷交流電是否到達(dá)這個(gè)點(diǎn) ，如下圖所示：
1.1 為何需要過(guò)零檢測(cè)
為什么需要過(guò)零檢測(cè)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：為了讓使用交流電的系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，同時(shí)方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
我們知道交流電的電壓是在一直變化的，如果我們的用電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的時(shí)候都處于電壓高點(diǎn)，那么這個(gè)時(shí)候的電流也會(huì)對(duì)應(yīng)的比較大，忽然間打開(kāi)關(guān)短對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成一定的 “沖擊”，有時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生一些電弧火花，就是所謂的浪涌，這樣存在安全隱患，在一些帶大功率負(fù)載的交流回路中，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大。如果我們系統(tǒng)能夠知道每次過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間，在這個(gè)時(shí)候去進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，那么可以使得系統(tǒng)安全穩(wěn)定。另外，我們通過(guò)檢測(cè)交流電信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)交流電電子設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制、電流采樣和保護(hù)功能，在調(diào)光開(kāi)關(guān)/調(diào)光器、電機(jī)調(diào)速產(chǎn)品中，可從零點(diǎn)開(kāi)始控制交流電導(dǎo)通角的大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)光燈具亮度、電機(jī)速度的調(diào)節(jié)。
2、如何做過(guò)零檢測(cè)
首先要明白，我們做過(guò)零檢測(cè)，最直觀的是檢測(cè)什么？ 實(shí)際上就是電壓。電壓變成0的時(shí)候，就是零點(diǎn)。如何檢測(cè)，我這里直接先告訴大家，從結(jié)果來(lái)看，最常見(jiàn)的過(guò)零檢測(cè)電路有如下兩種方式：
第一種，過(guò)零點(diǎn)時(shí)候電路末端會(huì)輸出脈沖，如下圖：
第二種，過(guò)零點(diǎn)的時(shí)候，電路末端電平會(huì)發(fā)生變化，如下圖：
當(dāng)然 ，直接ADC采樣也是一種方式，但是相對(duì)前面這兩種用得不多。
2.1 光耦
說(shuō)到光耦之于220V交流的應(yīng)用，之前分享過(guò)一個(gè)電路：
當(dāng)時(shí)的需求只是需要檢測(cè)是否有220V交流電信號(hào)存在，使用了雙向光耦，其中右邊輸出的地方特意加了一個(gè)2.2uF的電容防止過(guò)零點(diǎn)時(shí)候電壓突變。我們稍微變通一下，電路變成如下，是不是理論上就能夠產(chǎn)生下圖所示的輸出:
當(dāng)然，如果我們做一下整流，也可以使得輸出脈沖信號(hào)，如下圖：
2.2 比較器/運(yùn)放
對(duì)于比較器以及后面的三極管而言，我們一般來(lái)說(shuō)需要先降壓，然后進(jìn)行處理，是比較妥當(dāng)?shù)囊环N方式，比如下面圖的示例：
上面的設(shè)計(jì)是脈沖，通過(guò)R22， R21控制小于Vcc/101電壓的時(shí)候 (如果VCC為3.3V ，閥門(mén)大概在0.03V) , 輸出S2會(huì)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，因?yàn)闀r(shí)間很短，所以結(jié)果為脈沖。
當(dāng)然大家也可以把比較器的負(fù)輸出端連接GND ，也就是0V ，然后+輸入端連接降壓后但是不整流的輸入（220V的交流變成低壓的交流），這樣輸出S2就能形成方波輸出，但是不整流需要額外注意一些問(wèn)題。
2.3 三極管/MOS管
對(duì)于三極管和MOS管來(lái)說(shuō)，與上面的比較器也是類似的，直接上個(gè)示意圖：
需要說(shuō)明的是，通過(guò)三極管或者M(jìn)OS管判斷的輸出脈沖，會(huì)比上面使用比較器的脈沖會(huì)寬一些。三極管0.7V就導(dǎo)通了，MOS管可能會(huì)更大一些，比如有些1.0V左右就導(dǎo)通了。
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