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过零检测电路用于检测交流电的零点，利用零点的配合可以实现负载功率控制

我们日常使用的是220V/50HZ的交流电，是以50HZ频率不断变换的正弦波电压。过零检测电路可以检测到交流电正半波和负半波交变时的过零点。过零点在电子产品设计中大有用处哦！

过零检测电路原理

可以用光耦设计隔离型的过零检测电路，也可以用三极管设计简易的过零检测电路。

光耦设计隔离型的过零检测电路：

• 使用两个光耦可以得到交流电的正、负半波变换的零点。
• 交流电为正半波时上方光耦（U2）工作，光耦输出为低电平，当交流电接近零点时光耦（U2）停止工作，输出高电平。
• 交流电为负半波时下方光耦（U3）工作，光耦输出为低电平，当交流电接近零点时光耦（U4）停止工作，输出高电平。
• 交流电每次交变时，都得可以一个高电平输出。

三极管设计简易的过零检测电路：

交流电的火线(L)经过一个整流二极管，通过电阻限流进入三极管的基极（B）,当交流电为正半波时，三极管导通，交流电为负半波时，受整流二极管的阻隔，三极管载止；所以三极管的集电极可以得到50HZ的方波信号，方波的上升沿和下降沿都是交流电的过零点。

利用过零点控制双向可控硅导通角

• 交流电机的转速，发热管发热功率控制，都是需要交流电的过零点配合的。
• 双向可控硅在交流电的正、负半波都可以导通。只要在正弦波周期给双向可控硅提供一个触发脉冲信号，双向可控硅就会导通，在过零点的时候，双向可控硅又会自动关闭。利用双向可控硅这些特性就可以控制交流电机转速或者发热管功率。
• 设计可控硅驱动程序的时候，需要通过过零检测电路检测交流电的零点信号，检测到交流电零点后，根据转速或者功率需要，延时一定时间再给双向可控硅提供触发信号。

75%功率：检测到零点后，延后2.5ms触发可控硅导通（半个正弦波为10ms），交流电只有1/4的时间通过负载。

50%功率：检测到零点后，延后5ms触发可控硅导通（半个正弦波为10ms），交流电只有一半的时间通过负载。

25%功率：检测到零点后，延后7.5ms触发可控硅导通（半个正弦波为10ms），交流电只有1/4的时间通过负载。

利用过零点控制继电器导通

继电器通过内部的电磁铁控制触点的闭合和断开；当继电器连接的负载较大时，触点闭合和断开瞬间电流特别大，会产生拉弧，触点瞬间发热严重，导致继电器触点粘连失效。为了减少继电器触点闭合时产生的拉弧，我们可以在交流电过零点的时候驱动继电器触点闭合或者断开，大大减少拉弧的出现。要实现此功能，当然少了不过零检测电路的参与了。

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过零检测电路的作用

作用一：过零检测电路可实现电机的调速

过零检测电路在电力电子整流电路中用的非常广泛，在由晶闸管触发电路组成的三相整流电中就是当电压过零时给过零检测芯片一个标准的零电压的起始点，依据这个起始点来控制晶闸管导通角的大小。从而可以控制直流电机的速度。这种过零检测电路主要应用于带有PG无级调速电机的电控系统中，可为系统调节电机的转速提供依据。如下图所示就是用示波器抓取的过零检测电路的波形图，电压波形每通过零时刻就会触发出一个脉冲波形，就是通过这个脉冲来控制主电路的负载，达到调速的目的。

作用二：过零检测电路可电路输出功率进行调节

由过零检测电路来控制晶闸管的导通角，通过导通角来控制功率输出的大小。如下图所示，在过零检测电路输出的矩形波期间用脉冲发生电路产生脉冲控制晶闸管的导通时间从而能有效地控制功率的输出。

作用三：过零检测电路可实现光电耦合器触发电路

通过光电耦合器也可以实现过零检测电路，当在交流电正半周期时电路图中上面的光电耦合器PC817工作导通，然后通过反相器在正半波过零时刻会产生一个高电压脉冲；当在交流电负半周期时下面的光电耦合器PC817工作导通，然后通过反相器在负半波过零时刻会产生一个高电压脉冲，就这样电压每过零时刻就会产生脉冲来触发控制可控硅的导通。

过零点检测的原因

通过以上的三个过零检测电路的实例可知，过零检测电路用的场合最多的地方就是在晶闸管组成的各种控制电路中，因为在这样的电路中过零点是一个比较特殊的时刻，只要严格地控制这个时刻的脉冲就可以在交流电的整个周期控制晶闸管的导通，从而可以控制调光、调压、调速以及控制功率的输出等。

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电子及工控技术

过零检测电路有什么用？为什么要检测过零点？

我们用的家电都是220V电源，要是一些进口货家电用的电源可能就是110V，要是直接用，就会使家电烧掉，因此区分电压类别很关键。

过零检测电路

过零检测电路可用来判断单相电频率、电压反相点。
我们用的单相电

交流固态继电器也有过零型和非过零型的。过零型固态继电器，当有控制信号输入，只有交流电压过零才会导通，因此就有延时导通。极有可能大半个市电延时，我们用的市电是50Hz，那么最大延时就是10ms。

所谓过零，当有控制信号时，交流电压过零就有逻辑变化。采用过零检测技术，不仅降低电压上升率及电流上升率，还可以防止高次谐波干扰和对电网污染。比如家电采用过零检测技术，就是来防止过压烧毁，110V家电用220V的供电电源肯定烧毁，没有过零检测电路就逃不过烧毁的命运。因为过压过零检测电路的光耦一直导通，控制芯片一直检测到高电平信号，肯定就有问题，控制芯片就会发出相应的保护指令来保护电器无法正常运行。

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过零检测功能用在交流负载回路中，检测交流过零点，在交流过零点附近控制负载的通断，对电弧抑制具有一定的作用，尤其是针对交流大电流回路的负载。

1 什么是过零检测

交流电的方向是周期变化的，在变化的过程中会出现零点，我国交流电的频率是50Hz，在一个周期中会出现两个零点。通过设计电路检测交流的过零点，这样的电路就叫做过零检测电路。在交流控制电路中，过零检测电路比较常见。

2 过零检测电路的设计原理

有多种思路可以实现交流过零点的检测，下面用整流桥和光耦来设计过零检测电路，所设计的电路如下图所示。

交流电通过整流桥后变为脉动直流，再经过光耦，控制光耦的导通情况，光耦的输出侧的信号可以反应交流零点。工作原理如下：

♦正半周期时，光耦导通，输出端的信号为低电平，在零点附近时，光耦不导通，输出端为高电平；

♦负半周期时，正弦波被整流桥翻转，光耦导通，输出端的信号为低电平，在零点附近时，光耦不导通，输出端为高电平。过零检测的波形分析如下图所示。

所以，只要检测到输出端的信号为高电平就可以判断此时交流电正处于零点附近。

3 过零检测有什么意义

在交流负载回路中的大功率继电器在带电流分断的时候，会出现电弧，电弧会腐蚀触点，时间久了可能会导致继电器的触点粘连，失去控制作用无法切断回路。如果在回路电流较小的情况下切断电路，那么可以较好的抑制电弧的发生，交流电路中，在过零的时候电流最小，此时切断回路可以有效的抑制电弧。那么就需要用到过零检测电路。

过零检测不仅能较好的抑制电弧，还能避免功率器件在分断时对电弧产生干扰。所以，过零检测电路对大电流回路非常重要。

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關鍵字: 检测 高电平 控制