过零检测

只看该作者 · 2019-7-23 22:38

利用外部中断来检测AC220v的零点。过零检测主要有三个作用：
(1) 可控硅触发。通过检测AC220V过零点，可以调节可控硅的导通时间，从而进行电压控制等。
(2) 继电器保护。当使用继电器控制AC220v通断时，如果继电器在AC220v的峰值附近闭合，则会产生很大的火花，影响继电器的寿命并产生各种电磁干扰，如果在AC220v的过零点处闭合，就会减少影响。
(3) 计时。AC220v频率为50Hz，周期为20ms。经过全波整流后，在每个零点产生中断，可以以10ms为单位进行计时。

只看该作者 · 2019-7-23 22:40

过零检测原理图如图所示，AC220v经过变压器降为AC 9v，然后全波整流，整流后的信号便可以直接用于过零检测。滤波电容c1接后续电路如7805可以作为它用。二极管D1用来隔离整流和滤波部分，保持Zero处的波形，给过零点检测提供信号源。
在Zero处得到取样信号，然后用两个10K电阻分压，分压后接三极管。三极管工作在开关方式，当基极电压Vbe≥0.7V时，三极管导通，输出低电平给PB4；反之三极管工作于截止状态，输出高电平给PB4。Zero处的取样信号和PB4的输入信号对应关系如图 2-2所示。利用PB4的上升沿产生10ms外部中断，每次中断产生时便是AC220v的零点。

只看该作者 · 2019-7-23 22:40

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当电压降到0.7V时，PB4口得到上升沿，中断产生。中断地产生与真正的零点有一段时间差，这段时间差与变压器的输出电压和三极管前端的电阻分压有关。在本电路中，中断产生和零点之间的时间差的理论计算式为：
0.7=4.5√2 *sin(w * t)
其中 4.5√2是由电压峰值9√2经过两个10k电阻分压所得
w＝2*3.14* f （f为50Hz）
经过计算，t＝350us。
经示波器实际测量，中断产生和零点之间的时间差约为500us。