什么是过零检测?如何做过零检测?220V交流过零检测电路图讲解

时间:2023-10-30来源:佚名

如何用单片机控制220V交流电的通断?首先来说,220V交流电的负载是多大,是感性负载负载还是阻性负载,正常输出功率是多大等这些都要考虑进去。

对阻性负载和感性负载的控制

1、对于阻性负载

比如普通的灯泡,一般是30到40W左右,如果用220V交流电来控制通断,简单点的就用一个双向可控硅直接控制,BT137电流达到7A,耐压值600V,驱动灯泡足够了

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也可以加一个光耦:

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2、对于感性负载

比如电动机,因为它的内部有线圈,100W的电动机在启动的时候可能达到1000W,因此这类电器电路就要加多一个 阻容吸收电路 ,必要时候同时加一个 压敏电阻 ,可以使10D471,根据实际间距选择合适的压敏电阻,因为瞬导通时候电压很高,这样就有起到过压保护,以防一通电或者关断时候产生感应电动势产生的电压把可控硅击穿,有时候还会串联一个电感。

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如何用单片机控制220V交流电的通断?

使用单片机控制220V交流电的通断,方法非常多。使用继电器是最方便的,但是继电器通断会有声音,很不好,而且继电器有次数限制,容易坏。下面提供几种方法,供大家参考:

(1)使用双向可控硅。 注意是交流电,使用双向可控硅而不是单向可控硅。

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这种情况比较简单,但是电路可靠性不高,220V和单片机电源必须共地,电路故障很容易高压烧毁低压端的单片机。低压控制高压,最好做隔离,上图为使用光耦隔离的控制方式,也可以使用其它物理隔离芯片。

(2)使用三极管、MOS管的控制方式

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上图是使用MOS管作开关的电路原理图,因为是交流电,使用两个N沟道的MOS管背靠背连接,该图只是一部分示意图,真正的电路还有很多关键技术,比如采样交流电的极性、判断零点,实现过零开通、断开,以减少对设备的损耗。以及过流、短路保护,区分容性负载上电瞬间的波形与过流、短路波形的区别,防止误保护。使用三极管的原理也是类似的。

 

220V交流过零检测

需要说明的是,这里的过零检测指的是在交流回路的中的过零检测,对于我们最常接触的交流电就是我们使用的220V的市电了。

1、什么是过零检测

在交流回路中,电压随时间的变化是正弦波,当波形由正半周向负半周转换或者由负半周向正半周转换时,经过x坐标的点就是过零点。所谓 过零检测,就是对过零点进行检测,判断交流电是否到达这个点 ,如下图所示:

什么是过零检测?如何做过零检测?220V交流过零检测电路图讲解

1.1 为何需要过零检测

为什么需要过零检测,简单来说就是:为了让使用交流电的系统更加安全稳定,同时方便对系统进行控制。

我们知道交流电的电压是在一直变化的,如果我们的用电系统开关的时候都处于电压高点,那么这个时候的电流也会对应的比较大,忽然间打开关短对系统会造成一定的 “冲击”,有时候也会产生一些电弧火花,就是所谓的浪涌,这样存在安全隐患,在一些带大功率负载的交流回路中,风险会更大。如果我们系统能够知道每次过零点的时间,在这个时候去进行开关控制,那么可以使得系统安全稳定。另外,我们通过检测交流电信号的过零点,可以实现交流电电子设备的开关控制、电流采样和保护功能,在调光开关/调光器、电机调速产品中,可从零点开始控制交流电导通角的大小,实现调光灯具亮度、电机速度的调节。

2、如何做过零检测

首先要明白,我们做过零检测,最直观的是检测什么? 实际上就是电压。电压变成0的时候,就是零点。如何检测,我这里直接先告诉大家,从结果来看,最常见的过零检测电路有如下两种方式:

第一种,过零点时候电路末端会输出脉冲,如下图:

什么是过零检测?如何做过零检测?220V交流过零检测电路图讲解

第二种,过零点的时候,电路末端电平会发生变化,如下图:

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