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如何用运放来实现过零检测电路

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楼主
对于家电行业的硬件工程师来说,对过零检测电路一定很熟悉,因为在驱动晶闸管时,我们需要从220V交流信号转化出一个方波信号作为我们驱动的基准,可以通过光耦或者三极管来搭建过零检测电路,这取决于你是否有隔离的要求,一般来说输入不需要隔离,那么我们一般采用成本更为低廉的三极管来实现。当然用运放也可以实现,今天我们就说一下如何用运放来实现过零检测电路。
那么什么叫过零检测电路呢?具有检测正弦波形从正到负,或从负到正电平变化的能力的运算放大器检测器称为过零检测器。更具体地说,我们可以说它检测到所有交流信号和GND的交叉点。它基本上是一个电压比较器,当输入信号越过参考电压电平的零时,其输出就会发生变化。它也被称为方波发生器,因为所施加的输入信号被过零检测器转换为方波。

过零比较
过零检测器电路图
下图表示使用反相运算放大器搭建的过零检测器电路:


过零检测器电路
这里,输入信号Vi 被提供给运算放大器的反相端,而非反相端通过使用两个电阻器R1和R 2接地。正如我们所看到的,模拟输入信号是在运算放大器的反相端提供的。因此,输出端的信号波形将保持反向极性。
过零检测器的工作
它检测输入信号与参考电压电平,也就是GND相交的位置。对于每一次交叉,输出信号都会发生电平跳变。正如我们已经提到的,参考电平设置为 0 并应用于运算放大器的同相端子。每次输入波形的相位从正变为负或从负变为正时,将施加在运算放大器反相端子上的正弦波与参考电平进行比较,说白了就是一个比较器。


波形
注意事项
1. 选择一个大输入共模范围的比较器,这取决于输入电压。
2. 当输入电压出现异常,大幅度偏离设计输入电压时,应该使用二极管来保护比较器共模输入端口。
3.当我们通过继电器驱动一个交流大电流负载时,由于交流电压在每时每刻都在发生变化,如果我们在峰值电压处断开继电器或者吸合继电器,由于此时电压过高,会导致继电器的吸合或者断开电流比较大,甚至会出现拉弧现象,这对于继电器的触点寿命来说是十分不利的,如果我们的0V电压处开关继电器,则可以大大减小此种影响。另外我们在使用晶闸管来开关负载时,可以通过过零方波信号来提过一个信号基准,因靠此基准来调整驱动信号的占空比。


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王栋春 2022-6-22 22:40 回复TA
请问楼主有没有工业电路当中有关相位超前或者滞后功能检测的电路资料吗? 

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