220V交流電的電壓大小是隨時間的變化而不斷變化的,一個(ge) 周期的時間是0.02秒,在各種控製電路中為(wei) 了實現調壓、調光、調溫或調速的目的,需要-個(ge) 基準點作為(wei) 起點,這個(ge) 起點就是交流電源電壓為(wei) 0時的瞬間。過零檢測就是要在交流電壓為(wei) 0時向控製電路發出一個(ge) 信號,稱為(wei) 過零信號。
豆漿機中的電機如果采用全壓啟動,則啟動力矩很大,豆漿機易傾(qing) 倒,豆漿也可能飛灑出來。因此,在製豆漿的不同階段,對電機的轉速也有不同的要求,所以它需要有軟啟動和調速功能。圖1是豆漿機常用的過零檢測電路:220V交流電源經橋式整流後沒有直接接濾波電容C1,所以A點是一個(ge) 脈動直流電壓,脈動頻率是100Hz。該脈動電壓經R1限流後接光耦的發光管,在脈動電壓為(wei) 0V時發光管截止,接收端光電三極管也截止,這時過零信號是高電平。由於(yu) 發光管的導通電壓很低(1.1V左右),所以脈動電壓稍有上升發光管就導通了,光電三極管也導通,這時過零信號為(wei) 低電平,直到脈動電壓又回0V時,過零信號才又變為(wei) 高電平。因為(wei) 在脈動電壓的一個(ge) 周期內(nei) ,光耦絕大部分時間處於(yu) 導通狀態,所以過零高電平信號是一個(ge) 很窄的矩形脈衝(chong) ,控製芯片依據這個(ge) 脈衝(chong) 出現的時間來控製電機的速度。
液晶電視PFC電路也有一個(ge) 過零檢測電路,如圖2所示,它由PFC升壓電感上的副繞組來檢測,當PFC電感上的電壓為(wei) 0時,副繞組感應電壓也為(wei) 0,這個(ge) 信號送控製芯片作為(wei) 過零信號,英文縮寫(xie) ZCD。這個(ge) 過零信號和上述豆漿機過零信號作用有所不同,它是為(wei) 了讓開關(guan) 管的起始工作點和輸入的脈動電壓同步,以提高電路的功率因數。許多開關(guan) 電源芯片也有ZCD引腳,以檢測開關(guan) 變壓器副繞組上的感應電壓,讓開關(guan) 管在開關(guan) 變壓器中電流為(wei) 0時才導通,以避免大電流衝(chong) 擊,降低開關(guan) 管功耗和減小電磁幹擾。
一種洗衣機的過零檢測電路如圖3,該洗衣機220V交流電源和低壓部分沒有隔離元件,低壓+5V和AC220V是連通的,過零信號直接從(cong) AC220V取樣,經取樣電阻R1、R2降壓由zD穩壓管鉗位為(wei) 6V矩形波,由於(yu) 220V交流電壓負半周時穩壓管正向導通,導通電壓僅(jin) 0.7V,所以一個(ge) 周期內(nei) 隻有一個(ge) 正向矩形波,矩形波的上升沿是一個(ge) 過零信號,下降沿又是一個(ge) 過零信號。由於(yu) 穩壓管的反向擊穿曲線比較緩,所以這個(ge) 脈衝(chong) 的二個(ge) 角是圓的。由於(yu) 矩形脈衝(chong) 較寬,在6V穩壓管上可以測到2V左右的直流電壓。
空調的室內(nei) 風機也需要調速,一種過零檢測電路如圖4,它是用三極管來檢測的,脈動電壓低於(yu) 0.6V時Q1截止,過零檢測信號輸出高電平,平時為(wei) 低電平。e如果過零檢測電路出故障,控製芯片檢測不到過零信號會(hui) 停止工作或發出故障代碼。在圖1或圖4電路中,因為(wei) 光耦或三極管絕大部分時間處於(yu) 導通狀態,所以用萬(wan) 用表直流擋測過零信號隻有一個(ge) 很低的直流電平,實測約0.18V ,如果電壓>1V或為(wei) 0,則過零信號肯定有問題,一般R1阻值變大或開路情況較多見。