一種數字式過零檢測電路及家用空調的製作方法
2023-05-18 23:17:31
專利名稱：一種數字式過零檢測電路及家用空調的製作方法
技術領域：
一種數字式過零檢測電路及家用空調技術領域[0001]本實用新型涉及檢測技術領域，尤其涉及一種數字式過零檢測電路及家用空調。
技術背景[0002]過零檢測電路用於檢測交流市電的過零點，過零檢測在電機調速、閥門控制等電路廣泛使用。在使用線性變壓器供電的系統，過零檢測一般會在變壓器的低壓邊進行檢測， 但使用高頻開關電源供電的系統，則需要採用功率器件從交流電L、N線上檢出模擬的過零信號。如現有用於開關電源電路的過零檢測電路，電路中與光電耦合器串聯的功率電阻消耗功率大，發熱嚴重，存在安全隱患。[0003]另外，現有一種市電過零檢測電路，電路採用了兩個功率電阻，雖然電阻發熱分散了，但這兩個電阻同樣需要消耗較大的功率。[0004]目前的過零檢測是通過流過固定電阻的電流值間接地反映輸入電壓的變化情況， 當電流小於預定值就認為電壓為零，所以檢測需要一個較大的電流值，因此在固定電阻上的功耗較大，一般在O. 6 O. 8W。[0005]現在，全球提倡節能降耗，現有的過零檢測電路消耗功率過大，不能滿足低功耗要求，同時發熱大，存在安全隱患。實用新型內容[0006]本實用新型的主要目的在於提供一種數字式過零檢測電路，旨在解決現有的過零檢測電路消耗功率過大，不能滿足低功耗要求，同時發熱大，存在安全隱患的問題。[0007]本實用新型是這樣實現的，一種數字式過零檢測電路，包括[0008]輸入端與交流市電連接，對輸入的交流市電進行半波整流的半波整流電路；[0009]輸入端與所述半波整流電路的輸出端連接，直接檢測輸入電壓幅值、判斷交流市電的過零時刻並在過零時刻輸出一個矩形波信號的採樣轉換電路；[0010]輸入端與所述採樣轉換電路的輸出端連接，對採樣轉換電路輸出的信號進行安全隔離並整形成所需過零檢測信號的隔離整形電路。[0011]本實用新型的另一目的在於提供一種家用空調，所述家用空調包括數字式過零檢測電路，所述數字式過零檢測電路包括[0012]輸入端與交流市電連接，對輸入的交流市電進行半波整流的半波整流電路；[0013]輸入端與所述半波整流電路的輸出端連接，直接檢測輸入電壓幅值、判斷交流市電的過零時刻並在過零時刻輸出一個矩形波信號的採樣轉換電路；[0014]輸入端與所述採樣轉換電路的輸出端連接，對採樣轉換電路輸出的信號進行安全隔離並整形成所需過零檢測信號的隔離整形電路。[0015]在本實用新型中，直接檢測輸入電壓幅值，不需要經過其轉換，電路輸入阻抗非常高，檢測電路的功耗很小，可以忽略不計，與現有的市電過零檢測模擬電路相比， 降低用電器O. 6^0. 8W待機功耗，沒有發熱，無安全隱患，電路更可靠。
[0016]圖[0017]圖[0018]圖[0019]圖[0020]圖[0021]圖1是本實用新型實施例提供的數字式過零檢測電路的結構示意圖； 2是本實用新型實施例一提供的數字式過零檢測電路的具體電路圖 3是本實用新型實施例一提供的高電平有效時的過零信號波形圖； 4是本實用新型實施例二提供的數字式過零檢測電路的具體電路圖 5是本實用新型實施例二提供的低電平有效時的過零信號波形圖； 6是本實用新型實施例提供的開關電源IC原理框圖。
具體實施方式
[0022]為了使本實用新型的目的、原理及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。[0023]在本實用新型中，主要創新點是採樣轉換電路，直接檢測輸入電壓幅值，檢測電路的功耗很小。[0024]圖1示出了本實用新型實施例提供的數字式過零檢測電路的結構，為了便於說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下。[0025]本實用新型的主要目的在於提供一種數字式過零檢測電路，所述電路包括[0026]輸入端與交流市電連接，對輸入的交流市電進行半波整流的半波整流電路100 ；[0027]輸入端與所述半波整流電路100的輸出端連接，直接檢測輸入電壓幅值、判斷交流市電的過零時刻並在過零時刻輸出一個矩形波信號的採樣轉換 電路200 ；[0028]輸入端與所述採樣轉換電路200的輸出端連接，對採樣轉換電路200輸出的信號進行安全隔離並整形成所需過零檢測信號的隔離整形電路300。[0029]圖2示出了本實用新型實施例一提供的數字式過零檢測電路的具體電路，為了便於說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下。[0030]作為本實用新型一實施例，所述半波整流電路100包括[0031]二極體 DlOl ;[0032]所述二極體DlOl的陽極作為所述半波整流電路100的輸入端，與交流市電連接， 所述二極體DlOl的陰極作為所述半波整流電路100的輸出端，與所述採樣轉換電路200的輸入端連接。[0033]交流市電經過二極體DlOl，正弦波的負半周被二極體DlOl截止了，正半周通過二極體DlOl變成半波的脈動直流。[0034]作為本實用新型一實施例，所述採樣轉換電路200包括[0035]開關電源晶片IC201;[0036]所述開關電源晶片IC201的交流輸入端AC11^t為所述採樣轉換電路200的輸入端，與所述半波整流電路100的輸出端連接，所述開關電源IC201的接地端GND與高壓直流負極連接，所述開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Ztot作為所述採樣轉換電路200的輸出端，與所述隔離整形電路300的輸入端連接。[0037]作為本實用新型一實施例，所述隔離整形電路300包括[0038]電阻R301、電阻R302以及光電耦合器IC301 ；[0039]所述電阻R301的第一端作為所述隔離整形電路300的輸入端，與所述採樣轉換電 路200的輸出端連接，所述電阻R301的第二端與所述光電耦合器IC301的第一輸入端連 接，所述光電耦合器IC301的第二輸入端接高壓直流地，所述光電耦合器IC301的第一輸出 端作為所述隔離整形電路300的輸出端，所述光電耦合器IC301的第二輸出端分別與所述 電阻R302的第一端以及單片機控制端連接，所述電阻R302的第二端與低壓直流地連接。[0040]在本實用新型中，所述的隔離整形電路300是對開關電源晶片IC201輸出的矩形 波信號進行安全隔離、整形。電阻R301用於限流保護作用，阻值一般在4lT6k之間，把電流 限制在2mA 3mA。[0041]作為本實用新型一實施例，所述的光電耦合器型號可以是PC817，可以是TLP781 或其他等同規格的光電耦合器。[0042]圖3示出了本實用新型實施例一提供的高電平有效時的過零信號波形圖，為了便 於說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下。[0043]在過零時刻,開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Zmjt輸出高電平,光電f禹合器 IC301內部的二極體導通發光,從而光敏三極體飽和導通,光電I禹合器IC301的第一輸出端 由低電平跳變為高電平；在非過零時刻，開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Ztm輸出低 電平，光電稱合器IC301內部的二極體截止,從而光敏三極體截止,光電稱合器IC301的第 一輸出端由高電平跳變為低電平。圖中過零信號波形的高電平表示交流市電的過零時刻。[0044]圖4示出了本實用新型實施例二提供的數字式過零檢測電路的具體電路，為了便 於說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下。[0045]作為本實用新型一實施例，所述隔離整形電路300包括[0046]電阻R303、電阻R304以及光電耦合器IC302 ；[0047]所述電阻R303的第一端作為所述隔離整形電路300的輸入端，與所述採樣轉換電 路200的輸出端連接，所述電阻R303的第二端與所述光電耦合器IC302的第一輸入端連 接，所述光電耦合器IC302的第二輸入端接高壓直流地，所述光電耦合器IC302的第一輸出 端分別與電阻R304的第一端以及單片機控制端連接，所述光電耦合器IC302的第二輸出端 與低壓直流地連接，所述電阻R304的第二端作為所述隔離整形電路300的輸出端。[0048]在本實用新型中，所述光電耦合器IC302的第一輸出端通過電阻R304上拉到低壓 直流Vout，電阻R304用於在光耦不導通時提供預設的電平，阻值一般在3lTl0k間選擇。[0049]圖5示出了本實用新型實施例二提供的低電平有效時的過零信號波形圖，為了便 於說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下。[0050]在過零時刻,開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Zmjt輸出高電平,光電f禹合器 IC301內部的二極體導通發光,從而光敏三極體飽和導通,光電I禹合器IC301的第一輸出端 由高電平跳變為低電平；在非過零時刻，開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Ztm輸出低 電平，光電稱合器IC301內部的二極體截止,從而光敏三極體截止,光電稱合器IC301的第 一輸出端由低電平跳變為高電平。圖中過零信號波形的低電平表示交流市電的過零時刻。[0051]圖6示出了本實用新型實施例提供的開關電源IC原理，為了便於說明，僅示出了 與本實用新型相關的部分，詳述如下。[0052]作為本實用新型一實施例，所述的開關電源IC201可以是I1710Z，也可以是I1706Z或其他具有ADC功能的電源1C。在開關電源IC201數字邏輯單元控制下，脈動直流被連接到開關電源IC201內部的模數轉換單元，模數轉換單元把電壓幅值轉換成二進位代碼，數字邏輯控制單元跟據二進位代碼來判斷交流市電的過零時刻，並在過零時刻在開關電源IC201的數位訊號輸出端Zotjt輸出一個矩形波信號。[0053]本實用新型的另一目的在於提供一種包括上述數字式過零檢測電路的家用空調。 由於上面已經對數字式過零檢測電路的結構進行了詳細的描述，故在此不再贅述。[0054]在本實用新型中，直接檢測輸入電壓幅值，不需要經過其轉換，電路輸入阻抗非常高，檢測電路的功耗很小，可以忽略不計，與現有的市電過零檢測模擬電路相比，降低用電器O. 6^0. 8W待機功耗，沒有發熱，無安全隱患，電路更可靠。[0055]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包 含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種數字式過零檢測電路，其特徵在於，所述電路包括輸入端與交流市電連接，對輸入的交流市電進行半波整流的半波整流電路；輸入端與所述半波整流電路的輸出端連接，直接檢測輸入電壓幅值、判斷交流市電的過零時刻並在過零時刻輸出一個矩形波信號的採樣轉換電路；輸入端與所述採樣轉換電路的輸出端連接，對採樣轉換電路輸出的信號進行安全隔離並整形成所需過零檢測信號的隔離整形電路。
2.如權利要求1所述的數字式過零檢測電路，其特徵在於，所述半波整流電路包括 二極體DlOl ；所述二極體DlOl的陽極作為所述半波整流電路的輸入端，與交流市電連接，所述二極體DlOl的陰極作為所述半波整流電路的輸出端，與所述採樣轉換電路的輸入端連接。
3.如權利要求1所述的數字式過零檢測電路，其特徵在於，所述採樣轉換電路包括 開關電源晶片IC201;所述開關電源晶片IC201的交流輸入端ACin作為所述採樣轉換電路的輸入端，與所述半波整流電路的輸出端連接，所述開關電源IC201的接地端GND與高壓直流負極連接，所述開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Zott作為所述採樣轉換電路的輸出端，與所述隔離整形電路的輸入端連接。
4.如權利要求1所述的數字式過零檢測電路，其特徵在於，所述隔離整形電路包括 電阻R301、電阻R302以及光電耦合器IC301 ；所述電阻R301的第一端作為所述隔離整形電路的輸入端，與所述採樣轉換電路的輸出端連接，所述電阻R301的第二端與所述光電耦合器IC301的第一輸入端連接，所述光電耦合器IC301的第二輸入端接高壓直流地，所述光電耦合器IC301的第一輸出端作為所述隔離整形電路的輸出端，所述光電耦合器IC301的第二輸出端分別與所述電阻R302的第一端以及單片機控制端連接，所述電阻R302的第二端與低壓直流地連接。
5.如權利要求1所述的數字式過零檢測電路，其特徵在於，所述隔離整形電路包括 電阻R303、電阻R304以及光電耦合器IC302 ；所述電阻R303的第一端作為所述隔離整形電路的輸入端，與所述採樣轉換電路的輸出端連接，所述電阻R303的第二端與所述光電耦合器IC302的第一輸入端連接，所述光電耦合器IC302的第二輸入端接高壓直流地，所述光電耦合器IC302的第一輸出端分別與電阻R304的第一端以及單片機控制端連接，所述光電耦合器IC302的第二輸出端與低壓直流地連接，所述電阻R304的第二端作為所述隔離整形電路的輸出端。
6.一種家用空調，所述家用空調包括數字式過零檢測電路，其特徵在於，所述數字式過零檢測電路包括輸入端與交流市電連接，對輸入的交流市電進行半波整流的半波整流電路；輸入端與所述半波整流電路的輸出端連接，直接檢測輸入電壓幅值、判斷交流市電的過零時刻並在過零時刻輸出一個矩形波信號的採樣轉換電路；輸入端與所述採樣轉換電路的輸出端連接，對採樣轉換電路輸出的信號進行安全隔離並整形成所需過零檢測信號的隔離整形電路。
7.如權利要求6所述的家用空調，其特徵在於，所述半波整流電路包括二極體DlOl ；所述二極體DlOl的陽極作為所述半波整流電路的輸入端，與交流市電連接，所述二極體DlOl的陰極作為所述半波整流電路的輸出端，與所述採樣轉換電路的輸入端連接。
8.如權利要求6所述的家用空調，其特徵在於，所述採樣轉換電路包括開關電源晶片IC201;所述開關電源晶片IC201的交流輸入端ACin作為所述採樣轉換電路的輸入端，與所述半波整流電路的輸出端連接，所述開關電源IC201的接地端GND與高壓直流負極連接，所述開關電源晶片IC201的數位訊號輸出端Zott作為所述採樣轉換電路的輸出端，與所述隔離整形電路的輸入端連接。
9.如權利要求6所述的家用空調，其特徵在於，所述隔離整形電路包括電阻R301、電阻R302以及光電耦合器IC301 ；所述電阻R301的第一端作為所述隔離整形電路的輸入端，與所述採樣轉換電路的輸出端連接，所述電阻R301的第二端與所述光電耦合器IC301的第一輸入端連接，所述光電耦合器IC301的第二輸入端接高壓直流地，所述光電耦合器IC301的第一輸出端作為所述隔離整形電路的輸出端，所述光電耦合器IC301的第二輸出端分別與所述電阻R302的第一端以及單片機控制端連接，所述電阻R302的第二端與低壓直流地連接。
10.如權利要求6所述的家用空調，其特徵在於，所述隔離整形電路包括電阻R303、電阻R304以及光電耦合器IC302 ；所述電阻R303的第一端作為所述隔離整形電路的輸入端，與所述採樣轉換電路的輸出端連接，所述電阻R303的第二端與所述光電耦合器IC302的第一輸入端連接，所述光電耦合器IC302的第二輸入端接高壓直流地，所述光電耦合器IC302的第一輸出端分別與電阻R304的第一端以及單片機控制端連接，所述光電耦合器IC302的第二輸出端與低壓直流地連接，所述電阻R304的第二端作為所述隔離整形電路的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及檢測技術領域，尤其涉及一種數字式過零檢測電路及家用空調。所述電路包括輸入端與交流市電連接，對輸入的交流市電進行半波整流的半波整流電路；輸入端與所述半波整流電路的輸出端連接，判斷交流市電的過零時刻並在過零時刻輸出一個矩形波信號的採樣轉換電路；輸入端與所述採樣轉換電路的輸出端連接，對採樣轉換電路輸出的信號進行安全隔離並整形成所需過零檢測信號的隔離整形電路。在本實用新型中，直接檢測輸入電壓幅值，不需要經過其轉換，電路輸入阻抗非常高，檢測電路的功耗很小，可以忽略不計，與現有的市電過零檢測模擬電路相比，降低用電器0.6~0.8W待機功耗，沒有發熱，無安全隱患，電路更可靠。
文檔編號G01R19/175GK202886459SQ201220511019
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者譚華泉, 羅宇華, 孫鐵軍 申請人:廣東美的製冷設備有限公司