[实用新型]一种基于电流互感器的交流电压采样与过零检测电路

说明书

本实用新型公开了一种基于电流互感器的交流电压采样与过零检测电路，包括：交流电压输入限流模块，用于限制交流电输入电流，避免输入电流过流对电流互感器产生影响或者损坏；交流电压采样模块，将从电流互感器耦合的交流电压采样信号传输至过零检测模块，并将经过滤波处理的交流电压采样信号传输至后续处理芯片；偏置电压输出模块，连接交流电压采样模块及过零检测模块，以为后续ADC电压采样模块以及过零检测模块的比较器提供精准偏置电压；过零检测模块，用于将交流电压输入限流模块输出的交流电压采样信号与偏置电压输出模块输出的精准偏置电压进行比较以输出高电平与低电平，以便后续通过检测高低电平的维持时间检测输入电压的频率。

技术领域

本实用新型涉及一种采样检测电路，特别是涉及一种基于电流互感器的交流电压采样与过零检测电路。

背景技术

在某些领域，例如泳池领域里的热泵的电子控制设计系统里面需对市电进行采样检测及过零检测，并根据市电的稳定程度来控制压缩机的运行情况，使热泵系统处于一个最佳的运行状态。

在传统的市电电压检测系统中，通常采用工频变压器进行降压，并经过整流后再分压，最后再送入单片机进行AD计算，得出AD值后再进行查表，以此来检测市电。传统的市电检测电路如图1所示，其中，电阻R1为电压取样电阻；电容C1、C2为滤波电容；电阻R2为限流电阻，用来保护单片机端口；二极管D2为续流二极管，当电阻R2两端的电压大于5V时进行续流，不让高电压进入单片机端口，因此起到保护作用，该种设计方法尽管能实现交流电压采样，但是其变压器T1体积大，PCB占的面积大，需要合理设置R1、C1，不易滤除噪声，电路调整比较复杂。

同样，热泵里面的压缩机运行控制时，需要知道输入电压的频率，以便更好控制驱动板上的电路单元功能，所以就需要以过零检测来实现，因此得知市电的过零信号显得非常重要，传统的方式如图2所示。其中，二极管D3～D6为桥式整流，电容C3为采样滤波电容；电阻R3、R4为上下偏置分压电阻，电容C4为分压滤波电容，电阻R5为上拉电阻，电阻R6为限流电阻，电容C5为输出滤波电容。变压器次级电压经过整流形成脉动直流波形，经上下偏置分压电阻R3、R4分压后，再经过分压电容C4滤波，滤去高频成分，形成C点电压波形；当C点电压大于0.7V时，三极管Q1导通，在三极管集电极形成低电平；当C点电压低于0.7V时，三极管Q1截止，三极管集电极通过上拉电阻R5，形成高电平。这样通过三极管的反复导通、截止，在芯片过零检测端口Cross点形成100Hz脉冲波形，芯片通过判断，检测电压的零点。该设计方法尽管能实现过零检测功能，但是变压器体积大，PCB占的面积大，需要合理设置采样滤波电容C3、上偏置分压电阻R3、下偏置分压电阻R4、分压滤波电容C4，不易滤除噪声，电路调整比较复杂。

实用新型内容

为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之目的在于提供一种基于电流互感器的交流电压采样与过零检测电路，以基于电流互感器实现交流电压采样与过零检测的目的。

为达上述及其它目的，本实用新型提出一种基于电流互感器的交流电压采样与过零检测电路，所述电路包括：

交流电压输入限流模块，用于限制交流电输入电流，避免输入电流过流对电流互感器产生影响或者损坏；

交流电压采样模块，将从所述电流互感器耦合的交流电压采样信号传输至过零检测模块，并将经过滤波处理的交流电压采样信号传输至后续处理芯片以进行处理；

偏置电压输出模块，连接所述交流电压采样模块及过零检测模块，以为后续处理芯片的ADC电压采样模块以及过零检测模块的比较器提供精准偏置电压；

过零检测模块，用于将所述交流电压输入限流模块输出的交流电压采样信号与所述偏置电压输出模块输出的精准偏置电压进行比较以输出高电平与低电平，以便后续处理芯片通过检测高低电平的维持时间来检测输入电压的频率。