[发明专利]基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路及检测方法

权利要求书

1.一种基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：包括半波整流电路、电阻分压电路、二极管箝位电路、电容滤波电路、光耦耦合电路和开关三极管输出电路，其中，所述半波整流电路的输入端接单相交流电L端，所述半波整流电路的输出端与所述电阻分压电路的输入端连接，所述电阻分压电路的输出端与所述二极管箝位电路的输入端连接，所述二极管箝位电路的输出端与所述电容滤波电路的输入端连接，所述电容滤波电路的输出端与所述光耦耦合电路的输入端连接，所述光耦耦合电路的输出端与所述开关三极管输出电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述半波整流电路包括二极管D6，所述二极管D6的正极连接单相交流电L端，所述二极管D6的负极与所述电阻分压电路的输入端连接，所述二极管D6用于半波整流，形成脉动直流波形电压。

3.根据权利要求2所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述电阻分压电路包括电阻R3和电阻R9，所述光耦耦合电路包括光电耦合器IC1，所述电阻R3的一端与所述二极管D6的负极连接，所述电阻R3的另一端分别与所述光电耦合器IC1的发光源的引脚1、电阻R9连接，所述电阻R9的另一端连接单相交流电N端，所述电阻分压电路用于分压，给所述光电耦合器IC1的发光源的引脚1提供工作点偏置电压。

4.根据权利要求3所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述二极管箝位电路包括二极管D7，所述二极管D7的正极接单相交流电N端，所述二极管D7的负极连接于所述电阻R3、光电耦合器IC1的发光源的引脚1之间，所述二极管D7将脉动直流波形选定在一定电平上，使原信号其余部分的波形形状保持不变。

5.根据权利要求3所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述电容滤波电路包括滤波电容C8，所述滤波电容C8的一端连接于单相交流电N端，所述滤波电容C8的另一端连接于所述电阻R3、光电耦合器IC1的发光源的引脚1之间，所述滤波电容C8用于电容滤波，滤去高频成分，形成直流脉动信号电压波形。

6.根据权利要求3所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述光电耦合器IC1的发光源的引脚1连接于单相交流电N端。

7.根据权利要求3所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述开关三极管输出电路包括开关三极管Q2，所述开关三极管Q2的基极通过电阻R8与所述光电耦合器IC1的受光器的引脚4连接，所述开关三极管Q2的发射极接地，所述开关三极管Q2的集电极分别连接有电阻R10、电阻R11，所述光电耦合器IC1用于直流脉动信号的隔离与传输，所述光电耦合器IC1传输直流脉动信号给开关三极管Q2，控制开关三极管Q2的导通与截止。

8.根据权利要求7所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述光电耦合器IC1的受光器的引脚3接地，所述电阻R11的另一端为过零检测端口。

9.根据权利要求8所述的基于光耦隔离的单相交流电过零检测电路，其特征在于：所述过零检测端口连接有微控芯片，所述微控芯片通过判断，检测直流脉动电压的零点电位电压。

10.一种基于光耦隔离的单相交流电过零检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将半波整流电路接入单相交流电L端，通过半波整流电路进行半波整流，输出脉动直流波形电压给电阻分压电路；

S2、通过电阻分压电路进行分压，给光电耦合器IC1的发光源的引脚1提供工作点偏置电压；

S3、通过二极管箝位电路将脉动直流波形选定在一定电平上，使原信号其余部分的波形形状保持不变；

S4、通过电容滤波电路进行电容滤波，滤去高频成分，形成直流脉动信号电压波形；

S5、通过光电耦合器IC1对直流脉动信号进行隔离与传输，通过光电耦合器IC1将直流脉动信号输出给开关三极管Q2，控制开关三极管Q2的导通与截止；

S6、当直流脉动信号电压由负半周向正半周转换时，开关三极管Q2导通并工作在饱和状态，会产生一个下降沿脉冲信号电压，经过1/4个周期信号电压达到最大值，此时，通过微控芯片经过零检测端口对信号电压进行采样，微控芯片通过判断，检测直流脉动电压的零点电位电压。