交流电源过零点检测新方法.pdf

2012年
仪春术与传器
2012
第2期
Instrument Technique and Sensor
No. 2
交流电源过零点检测新方法
盛占石,王青青,黄赛帅
(江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013)
摘要:针对目前交流电源过零点检测电路过于复杂或过零点检测不准确的问题,提出了一种新颖的过零点检测方法。
该方法以徽处理器为核心,利用光耦和微处理器的输入捕获中断功能实现对交流电源过零点的精确检测測。该方法在工业
现场进行了多次测试,测试结果证明该方法具有較高的可靠性、准确性,为解决交流电源的过零点检测问题提供了新的思
路和设计参考
关键词:过零点检测;MCU;高精度;光耦
中图分类号:TM932
文献标识码:A
文章编号:1002-1841(2012)02-0106-02
New Method of Zero-crossing Detection for AC Power Supply
SHENG Zhan-shi, WANG Qing-qing, HUANG Sai-shuai
School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
Abstract: In order to solve the problem of the complex and the inaccurate in the zero-crossing point detection of the AC power
supply, a novel method of zero-crossing point detection was proposed. The micro-controller is the key part of the solution, the optic
coupler and the capture interrupt function of the micro-controller was adopted as to have a accurate detection of the zero-crossin g
point of the AC power supply. By testing in the industrial filed, it proved thal this method has high reliability, accuracy, and it re-
solves the problem of the zero-crossing point detection of the AC power supply in a new way of thinking and design
Key words: zero-crossing point detection; MCU; high precision; optical coupler
0引言
些电路的过零点准确触发的要求。
过零检测即利用电子电路检测交流电源的过零点时刻。
(3)利用变压器将市电转换为同频同相的低压信号,光耦
传统的检测方法是采用硬件过零比较器来实现,这种方法电在交流电压接近过零点时产生负脉冲,微处理器外部中断产
路复杂,比较器需要双电源才能实现过零信号的检测,检测电生时刻作为过零点时刻,电路如图2所示。
路如图1所示。
10kQ2
220V
10V
74HC14
10k2
IF347
图2改进的过零点检测电路
图1传统过寧点检测电路
外部中断产生的时刻并不是零点时刻,误差较大。且光耦
实际应用中,由于电网电压波动、背景噪声等因素,输人信导通时间较长,即光耦电流由0变为导通电流这个渐变过程较
号在过零点附近通常会发生抖动,导致多过零现象和实际基波长,导致光耦特性边缘时间差异明显,实验测试测得两个光耦
零点和提取的零点误差比较大。为克服上述缺点,不同领域的导通性能差别的最大时间差达到50us,这为不同的设备使用
专业人士从不同的角度提出了不同过零检测改进方法
该电路进行同步制造很大麻烦。同时,受光耦导通电流的限
(1)在同步控制单元中采用数字低通滤波器对原始信号进制,该电路能够检测的交流信号幅度范围较窄,电路包含变压
行滤波,再进行线性插值提取电压零点?,此方法软件比较复器,增大了设备体积和质量。上述过零点检测方法都存在着
杂,硬件成本高。
定的缺陷,文中提出了一种基于单光耦和微处理器的捕获中断
2)利用光电转换特性,用微处理器检测整形后梯形波信功能实现电源过零点检测的方法。此方案简单可靠,成本低,
号的前后沿对应时间,计算得出过零点的时刻?。这种方法在实用性强,可实现零点高精度检测。
零点附近做正弦波整形,容易出现误动作,对单片机信号处理
过零点检测电路设计
带来较大误差,另外,单片机必须检测到梯形波的下降沿,才能
过零点检测电路由单光耦和二极管、电阻及微处理器组
得到过零点时刻,此时过零点时刻已经是过去时,不能满足某成。省去了变压器,降低了设备成本,减小了设备体积。
如图3所示由限流电阻R1与发光二极管D2构成半波整
收稿日期:2011-05-25收修改稿日期:2011-11-12
形电路,保护二极管D1的阳极接模拟地,其阴极与限流电阻R