过零触发器就是第一个运放那种接法,实际上这也是一种比较器电路,因为信号输入接在-输入端,所以也就是将-输入端的信号电平与+输入端的电平进行比较,因为+输入端是接地的,因此当-输入端的电压>0V的时候,输出就为-Vcc , 而当-输入端的电压<0V的时候,输出就为+Vcc 。
实际上最好是去掉电阻R , 看仿真波形就可以看清楚,当R=200Ω的时候,A1因为R对电容的充放电,导致A1的输出波形实际上已经变成了锯齿波了 。由于二极管D的存在,A2的输出波形已经类似于于负值的毛刺 。
当R=1kΩ的时候A1的输出变为了被削掉的方波,A2同样的为被削掉的波形 。
当R=2.3kΩ的时候,A1的输出已经接近完美的方波了 。A2的输出除了0-1ms处波形有畸变之外,其余为完美的负方波 。
而当去掉电阻R的时候情况就不一样了 。
不管是A1的输出还是A2的输出,都是完美的 。没有畸变的方波 。
首先,为什么要过零检测?
过零检测常用在大功率晶闸管控制电路中 。假如没有控制 , 电源电压刚好到达最大值时电路被切断或被接通,对负载的冲击很大,大功率负载更严重 。那么对感性负载或容性负载而言,由于电感和电容的作用会产生瞬间高压和大电流,同样的其对电源的冲击干扰是一样的,周围正常运行的负载会受影响,污染电源网络 。所以开、关动作在电源电压值降为0或趋于0时进行是最好的 。
另一个重要原因,零电压触发可控硅开通可以降低可控硅的开通损耗 。它可以让晶闸管的损耗降到最低 , 从而可以延长晶闸管寿命 。
驱动大功率交流器件时常用双向可控硅进行功率控制,根据控制方式的不同有过零控制和移相控制 。不管哪种控制都要对零点进行检测,因为双向过控硅的特性是到了交流的零点 , 可控硅会自动关闭输出 。
如何知道交流电过零了呢?
看图1,当电压高于PC817光耦的导通压降时,光耦输出端检测为低电平 。
知道了图1的原理 , 如图2再增加一个光耦,让负半周光耦大于导通压降也导通 , 则输出为一个高脉冲信号 , 只有在零点附近才有此脉冲 , 周期为交流电频率的2倍 。我这里交流为220V50Hz,实测脉冲宽度为700us+700us=1.4ms , 一个完整的交流半周是10ms 。可控硅在零点关闭输出后 , 单片机检测过了这个脉冲即可以触发可控硅 , 同时我们可以根据功率的需求选择时间来重新触发可控硅,即改变交流电的平均电压,即可达到调节负载功率的目的 。
有人会说为什么不用带过零的光耦?如MOC3041 。因为可控硅属于非自关断器件 。其触发导通后仍然保持导通(虽然触发信号已经消失),关断的条件是通过其电流接近于零 。过零光耦,其内部含过零检测,当有输入时,只有发生过零时刻才输出 。驱动可控硅后 , 只能输出完整的半个周期或其整倍数 。无法输出小于半个周期 。一般用于通断控制 。显然是不能用来移相控制导通角的 。过零检测的光耦是控制不了导通角的 。即有前置电流If,输出端也要等到交流过零完成后立即导通,无法控制什么时候导通 。
【请教一个零点检测电路】
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