如何用運放來實現(xiàn)過零檢測電路

對于家電行業(yè)的硬件工程師來說，對過零檢測電路一定很熟悉，因為在驅(qū)動晶閘管時，我們需要從220V交流信號轉(zhuǎn)化出一個方波信號作為我們驅(qū)動的基準，可以通過光耦或者三極管來搭建過零檢測電路，這取決于你是否有隔離的要求，一般來說輸入不需要隔離，那么我們一般采用成本更為低廉的三極管來實現(xiàn)。當然用運放也可以實現(xiàn)，今天我們就說一下如何用運放來實現(xiàn)過零檢測電路。

那么什么叫過零檢測電路呢？具有檢測正弦波形從正到負，或從負到正電平變化的能力的運算放大器檢測器稱為過零檢測器。更具體地說，我們可以說它檢測到所有交流信號和GND的交叉點。它基本上是一個電壓比較器，當輸入信號越過參考電壓電平的零時，其輸出就會發(fā)生變化。它也被稱為方波發(fā)生器，因為所施加的輸入信號被過零檢測器轉(zhuǎn)換為方波。

過零比較

過零檢測器電路圖

下圖表示使用反相運算放大器搭建的過零檢測器電路：

過零檢測器電路

這里，輸入信號Vi 被提供給運算放大器的反相端，而非反相端通過使用兩個電阻器R1和R 2接地。正如我們所看到的，模擬輸入信號是在運算放大器的反相端提供的。因此，輸出端的信號波形將保持反向極性。

過零檢測器的工作

它檢測輸入信號與參考電壓電平，也就是GND相交的位置。對于每一次交叉，輸出信號都會發(fā)生電平跳變。正如我們已經(jīng)提到的，參考電平設(shè)置為 0 并應(yīng)用于運算放大器的同相端子。每次輸入波形的相位從正變?yōu)樨摶驈呢撟優(yōu)檎龝r，將施加在運算放大器反相端子上的正弦波與參考電平進行比較，說白了就是一個比較器。

波形

注意事項

1. 選擇一個大輸入共模范圍的比較器，這取決于輸入電壓。

2. 當輸入電壓出現(xiàn)異常，大幅度偏離設(shè)計輸入電壓時，應(yīng)該使用二極管來保護比較器共模輸入端口。

3.當我們通過繼電器驅(qū)動一個交流大電流負載時，由于交流電壓在每時每刻都在發(fā)生變化，如果我們在峰值電壓處斷開繼電器或者吸合繼電器，由于此時電壓過高，會導(dǎo)致繼電器的吸合或者斷開電流比較大，甚至?xí)霈F(xiàn)拉弧現(xiàn)象，這對于繼電器的觸點壽命來說是十分不利的，如果我們的0V電壓處開關(guān)繼電器，則可以大大減小此種影響。另外我們在使用晶閘管來開關(guān)負載時，可以通過過零方波信號來提過一個信號基準，因靠此基準來調(diào)整驅(qū)動信號的占空比。
審核編輯：湯梓紅