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過零檢測電路用於檢測交流電的零點，利用零點的配合可以實現負載功率控制

我們日常使用的是220V/50HZ的交流電，是以50HZ頻率不斷變換的正弦波電壓。過零檢測電路可以檢測到交流電正半波和負半波交變時的過零點。過零點在電子產品設計中大有用處哦！

過零檢測電路原理

可以用光耦設計隔離型的過零檢測電路，也可以用三極管設計簡易的過零檢測電路。

光耦設計隔離型的過零檢測電路：

• 使用兩個光耦可以得到交流電的正、負半波變換的零點。
• 交流電為正半波時上方光耦（U2）工作，光耦輸出為低電平，當交流電接近零點時光耦（U2）停止工作，輸出高電平。
• 交流電為負半波時下方光耦（U3）工作，光耦輸出為低電平，當交流電接近零點時光耦（U4）停止工作，輸出高電平。
• 交流電每次交變時，都得可以一個高電平輸出。

三極管設計簡易的過零檢測電路：

交流電的火線(L)經過一個整流二極管，通過電阻限流進入三極管的基極（B）,當交流電為正半波時，三極管導通，交流電為負半波時，受整流二極管的阻隔，三極管載止；所以三極管的集電極可以得到50HZ的方波信號，方波的上升沿和下降沿都是交流電的過零點。

利用過零點控制雙向可控硅導通角

• 交流電機的轉速，發熱管發熱功率控制，都是需要交流電的過零點配合的。
• 雙向可控硅在交流電的正、負半波都可以導通。只要在正弦波週期給雙向可控硅提供一個觸發脈衝信號，雙向可控硅就會導通，在過零點的時候，雙向可控硅又會自動關閉。利用雙向可控硅這些特性就可以控制交流電機轉速或者發熱管功率。
• 設計可控硅驅動程序的時候，需要通過過零檢測電路檢測交流電的零點信號，檢測到交流電零點後，根據轉速或者功率需要，延時一定時間再給雙向可控硅提供觸發信號。

75%功率：檢測到零點後，延後2.5ms觸發可控硅導通（半個正弦波為10ms），交流電只有1/4的時間通過負載。

50%功率：檢測到零點後，延後5ms觸發可控硅導通（半個正弦波為10ms），交流電只有一半的時間通過負載。

25%功率：檢測到零點後，延後7.5ms觸發可控硅導通（半個正弦波為10ms），交流電只有1/4的時間通過負載。

利用過零點控制繼電器導通

繼電器通過內部的電磁鐵控制觸點的閉合和斷開；當繼電器連接的負載較大時，觸點閉合和斷開瞬間電流特別大，會產生拉弧，觸點瞬間發熱嚴重，導致繼電器觸點粘連失效。為了減少繼電器觸點閉合時產生的拉弧，我們可以在交流電過零點的時候驅動繼電器觸點閉合或者斷開，大大減少拉弧的出現。要實現此功能，當然少了不過零檢測電路的參與了。

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電子產品設計方案

過零檢測電路的作用

作用一：過零檢測電路可實現電機的調速

過零檢測電路在電力電子整流電路中用的非常廣泛，在由晶閘管觸發電路組成的三相整流電中就是當電壓過零時給過零檢測芯片一個標準的零電壓的起始點，依據這個起始點來控制晶閘管導通角的大小。從而可以控制直流電機的速度。這種過零檢測電路主要應用於帶有PG無級調速電機的電控系統中，可為系統調節電機的轉速提供依據。如下圖所示就是用示波器抓取的過零檢測電路的波形圖，電壓波形每通過零時刻就會觸發出一個脈衝波形，就是通過這個脈衝來控制主電路的負載，達到調速的目的。

作用二：過零檢測電路可電路輸出功率進行調節

由過零檢測電路來控制晶閘管的導通角，通過導通角來控制功率輸出的大小。如下圖所示，在過零檢測電路輸出的矩形波期間用脈衝發生電路產生脈衝控制晶閘管的導通時間從而能有效地控制功率的輸出。

作用三：過零檢測電路可實現光電耦合器觸發電路

通過光電耦合器也可以實現過零檢測電路，當在交流電正半週期時電路圖中上面的光電耦合器PC817工作導通，然後通過反相器在正半波過零時刻會產生一個高電壓脈衝；當在交流電負半週期時下面的光電耦合器PC817工作導通，然後通過反相器在負半波過零時刻會產生一個高電壓脈衝，就這樣電壓每過零時刻就會產生脈衝來觸發控制可控硅的導通。

過零點檢測的原因

通過以上的三個過零檢測電路的實例可知，過零檢測電路用的場合最多的地方就是在晶閘管組成的各種控制電路中，因為在這樣的電路中過零點是一個比較特殊的時刻，只要嚴格地控制這個時刻的脈衝就可以在交流電的整個週期控制晶閘管的導通，從而可以控制調光、調壓、調速以及控制功率的輸出等。

以上就是我對這個問題的回答，歡迎朋友們參與討論。敬請關注電子及工控技術，歡迎大家轉載、點贊。

電子及工控技術

過零檢測電路有什麼用？為什麼要檢測過零點？

我們用的家電都是220V電源，要是一些進口貨家電用的電源可能就是110V，要是直接用，就會使家電燒掉，因此區分電壓類別很關鍵。

過零檢測電路

過零檢測電路可用來判斷單相電頻率、電壓反相點。
我們用的單相電

交流固態繼電器也有過零型和非過零型的。過零型固態繼電器，當有控制信號輸入，只有交流電壓過零才會導通，因此就有延時導通。極有可能大半個市電延時，我們用的市電是50Hz，那麼最大延時就是10ms。

所謂過零，當有控制信號時，交流電壓過零就有邏輯變化。採用過零檢測技術，不僅降低電壓上升率及電流上升率，還可以防止高次諧波干擾和對電網汙染。比如家電採用過零檢測技術，就是來防止過壓燒燬，110V家電用220V的供電電源肯定燒燬，沒有過零檢測電路就逃不過燒燬的命運。因為過壓過零檢測電路的光耦一直導通，控制芯片一直檢測到高電平信號，肯定就有問題，控制芯片就會發出相應的保護指令來保護電器無法正常運行。

Talk工控小白

過零檢測功能用在交流負載迴路中，檢測交流過零點，在交流過零點附近控制負載的通斷，對電弧抑制具有一定的作用，尤其是針對交流大電流回路的負載。

1 什麼是過零檢測

交流電的方向是週期變化的，在變化的過程中會出現零點，我國交流電的頻率是50Hz，在一個週期中會出現兩個零點。通過設計電路檢測交流的過零點，這樣的電路就叫做過零檢測電路。在交流控制電路中，過零檢測電路比較常見。

2 過零檢測電路的設計原理

有多種思路可以實現交流過零點的檢測，下面用整流橋和光耦來設計過零檢測電路，所設計的電路如下圖所示。

交流電通過整流橋後變為脈動直流，再經過光耦，控制光耦的導通情況，光耦的輸出側的信號可以反應交流零點。工作原理如下：

♦正半週期時，光耦導通，輸出端的信號為低電平，在零點附近時，光耦不導通，輸出端為高電平；

♦負半週期時，正弦波被整流橋翻轉，光耦導通，輸出端的信號為低電平，在零點附近時，光耦不導通，輸出端為高電平。過零檢測的波形分析如下圖所示。

所以，只要檢測到輸出端的信號為高電平就可以判斷此時交流電正處於零點附近。

3 過零檢測有什麼意義

在交流負載迴路中的大功率繼電器在帶電流分斷的時候，會出現電弧，電弧會腐蝕觸點，時間久了可能會導致繼電器的觸點粘連，失去控制作用無法切斷迴路。如果在迴路電流較小的情況下切斷電路，那麼可以較好的抑制電弧的發生，交流電路中，在過零的時候電流最小，此時切斷迴路可以有效的抑制電弧。那麼就需要用到過零檢測電路。

過零檢測不僅能較好的抑制電弧，還能避免功率器件在分斷時對電弧產生干擾。所以，過零檢測電路對大電流回路非常重要。

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關鍵字: 檢測 高電平 控制