本發(fā)明專利技術提供一種交流過零檢測電路及方法，該電路包括：電壓檢測模塊通過對交流電壓信號進行整流、分壓以及濾波后得到電源電壓信號，波形重構模塊對電源電壓信號進行等效采樣，生成重構波形信號以還原電源電壓信號，跟隨波形產(chǎn)生模塊生成跟隨電壓波形信號，并將隨電壓波形信號輸出至程序控制模塊，程序控制模塊對跟隨電壓波形信號與重構波形信號在相同時刻的電壓值進行比較，并根據(jù)預設條件篩選后記錄多個采樣時刻，當采樣時刻對應的交流電壓信號值均小于預設過零閾值時，此時過零時刻處于兩個不同的采樣時刻之間。本發(fā)明專利技術通過結合程序控制算法進行交流電壓過零檢測，達到了在節(jié)約硬件成本和空間的同時能夠精確檢測交流電零點的效果。效果。效果。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種交流過零檢測電路及方法
[0001]本專利技術涉及交流電壓信號檢測
，具體涉及一種交流過零檢測電路及應用該電路的交流過零檢測方法。
技術介紹
[0002]目前過零檢測在加熱電器及工業(yè)設備上廣泛使用，如家用的吹風筒、電暖氣、電熱水器及電磁爐等，還有工業(yè)的恒溫加熱器等。過零檢測的使用，可以保證加熱設備在交流電零點有效開啟，避免因開啟時刻錯誤而造成設備儀器的損傷，及造成EMC異常等問題。
[0003]在現(xiàn)有技術中，中國專利公開號為CN210665863U的專利，公開了過零檢測電路及應用該過零檢測電路的智能開關控制器，包括一條用于連接交流主電路的串聯(lián)分壓電路，以及用于輸出過零檢測結果的檢測輸出電路，該專利通過將交流電L、N線等比例降壓，再根據(jù)比較器的輸出端的電平跳變來檢測交流電路過零點。雖然該專利的電路結構較為簡單，但電路的設計本身會將交流電引入弱電部分，這存在一定的電氣安全隱患。此外，該專利的電路需要光耦元件、TVS管、比較器以及若干個限流電阻，不僅增加硬件成本，占用了硬件布局空間，而且電阻消耗功率太大導致發(fā)熱較多，因此不利于家用電器的安全性、小型化和輕量化設計。
[0004]在現(xiàn)有技術中，中國專利公開號為CN207528808U的專利，公開了一種食物料理機的過零檢測電路及過零檢測系統(tǒng)，包括與市電相關聯(lián)的第一電源、整流模塊、光耦合器以及信號輸出端等，該專利通過光耦合器直接檢測交流電過零點的信號變化，再利用單片機識別電位變動的時刻以實現(xiàn)過零檢測，此專利雖然實現(xiàn)了以較低功耗進行過零檢測，但直接使用光耦合器容易受到環(huán)境中光強度的影響，導致過零檢測精度不穩(wěn)定。
[0005]因此，需要一種能夠簡化硬件布局以實現(xiàn)小型化設計，在節(jié)約成本的同時能夠提高電路安全性，并且能夠提高交流電零點檢測的精確度和穩(wěn)定性的交流過零檢測電路。
技術實現(xiàn)思路
[0006]本專利技術提供的一種交流過零檢測電路及方法，主要用于解決現(xiàn)有交流過零檢測存在電氣安全隱患、占用硬件布局空間較大、成本高以及檢測精度不穩(wěn)定等問題，從而達到簡化硬件布局、節(jié)約成本、提高電路安全性、提高交流電零點檢測的精確度和穩(wěn)定性的效果。
[0007]本專利技術通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：一種交流過零檢測電路，包括：電壓檢測模塊、波形重構模塊、跟隨波形產(chǎn)生模塊以及程序控制模塊，所述電壓檢測模塊用于對交流電壓信號進行整流、分壓以及濾波，并輸出電源電壓信號至所述波形重構模塊，所述波形重構模塊對所述電源電壓信號進行等效采樣，并按照預設算法生成重構波形信號以還原所述電源電壓信號，所述波形重構模塊將所述重構波形信號分別輸出至所述跟隨波形產(chǎn)生模塊和所述程序控制模塊，所述跟隨波形產(chǎn)生模塊對所述重構波形信號進行移相后生成跟隨電壓波形信號，并將所述跟隨電壓波形信號輸出至所述程序控制模塊，所述程序控制模塊用于對所述跟隨電壓波形信號與所述重構
波形信號在多個相同采樣時刻的電壓值進行比較，并根據(jù)預設條件篩選后記錄多個所述采樣時刻，當所述采樣時刻對應的交流電壓信號值均小于預設過零閾值時，此時過零時刻處于兩個不同的所述采樣時刻之間。
[0008]可見，本專利技術通過預設算法對電源電壓信號進行重構，程序控制模塊對重構波形信號以及移相后的波形信號進行處理和分析以實現(xiàn)交流過零檢測，這節(jié)省了現(xiàn)有技術中數(shù)量較多的電阻、光耦合器等器件，這不僅節(jié)約了成本，實現(xiàn)簡化硬件布局，有利于小型化和輕量化的設計，同時也避免了電阻類發(fā)熱器件的高耗能和光耦合器類器件受光強度影響等問題。
[0009]根據(jù)本專利技術提供的一種交流過零檢測電路，所述電壓檢測模塊包括整流模塊、分壓模塊以及濾波模塊，所述整流模塊用于對所述交流電壓信號進行全波整流，并輸出整流電壓信號至所述分壓模塊，所述分壓模塊對所述整流電壓信號進行分壓，所述濾波模塊與所述分壓模塊連接，用于濾去電壓信號中的紋波。
[0010]可見，本專利技術的濾波模塊能夠保證電路輸出電壓的穩(wěn)定性和可靠性，并提高電路的抗干擾能力。
[0011]根據(jù)本專利技術提供的一種交流過零檢測電路，所述波形重構模塊包括采樣模塊和采樣時鐘，所述采樣時鐘輸出的觸發(fā)信號至所述采樣模塊，所述采樣模塊根據(jù)所述觸發(fā)信號對所述電源電壓信號進行多次采樣，并對采樣信號按照所述預設算法進行波形重構。
[0012]根據(jù)本專利技術提供的一種交流過零檢測電路，所述跟隨波形產(chǎn)生模塊包括RC移相電路，所述RC移相電路接入所述重構波形信號，并對所述重構波形信號進行滯后移相，所述跟隨電壓波形信號為所述重構波形信號移相后產(chǎn)生的波形信號。
[0013]根據(jù)本專利技術提供的一種交流過零檢測電路，所述跟隨波形產(chǎn)生模塊包括波形平移處理模塊以及存儲模塊，波形平移處理模塊預設有波形平移設定程序，所述波形平移處理模塊將所述重構波形信號以圖像或數(shù)據(jù)形式輸出至所述存儲模塊，所述波形平移設定程序對所述存儲模塊中的象素進行推算平移，使所述重構波形信號在相位上進行平移，以得到所述跟隨電壓波形。
[0014]由此可見，本專利技術通過預設算法對電源電壓信號進行重構，程序控制模塊40對重構波形信號以及移相后的波形信號進行處理和分析以實現(xiàn)交流過零檢測，這節(jié)省了現(xiàn)有技術中數(shù)量較多的電阻、光耦合器等器件，這不僅節(jié)約了成本，實現(xiàn)簡化硬件布局，有利于小型化和輕量化的設計，同時也避免了電阻類發(fā)熱器件的高耗能和光耦合器類器件受光強度影響等問題。
[0015]一種交流過零檢測方法，應用于所述的一種交流過零檢測電路，包括：S1：通過電壓檢測模塊將交流電壓信號進行整流、分壓以及濾波，波形重構模塊將整流濾波后的電壓信號進行等效采樣。
[0016]S2：所述波形重構模塊對采樣信號按照預設算法進行波形重構。
[0017]S3：跟隨波形產(chǎn)生模塊將重構波形信號進行移相，生成跟隨電壓波形信號。
[0018]S4：程序控制模塊對所述跟隨電壓波形信號與所述重構波形信號的相同時刻電壓值進行比較，當所述跟隨電壓波形信號值大于所述重構波形信號值時，記錄此時電壓信號的采樣時刻。
[0019]S5：重復步驟S4，在交流電壓信號的一個周期內獲得至少兩個不同的所述采樣時
刻，當所述采樣時刻對應的交流電壓信號值均小于預設過零閾值時，此時過零時刻處于兩個不同的所述采樣時刻之間。
[0020]可見，本專利技術結合程序控制算法進行交流電壓過零檢測，代替了現(xiàn)有技術直接利用光耦合器檢測，這確保了過零檢測的準確性和穩(wěn)定性。
[0021]根據(jù)本專利技術提供的一種交流過零檢測方法，所述預設算法為所述采樣模塊在觸發(fā)信號時刻捕獲所述電源電壓信號的一個樣值，之后每經(jīng)過一個觸發(fā)信號則再經(jīng)過一個微小的延遲時間才能繼續(xù)捕獲所述電源電壓信號的下一樣值，然后將采集的數(shù)據(jù)拼湊到一個重構周期內, 實現(xiàn)對原始輸入的所述電源電壓信號的重構。
[0022]根據(jù)本專利技術提供的一種交流過零檢測方法，假設所述采樣模塊在所述電源電壓信號的一個周期內采集了k個樣值，則第k個樣值為：，其中，f、T分別為所述電源電壓信號的頻率和周期，為所述延遲時間，可以看出，當前采樣時刻與上一個采樣時本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種交流過零檢測電路，其特征在于，包括：電壓檢測模塊、波形重構模塊、跟隨波形產(chǎn)生模塊以及程序控制模塊，所述電壓檢測模塊用于對交流電壓信號進行整流、分壓以及濾波，并輸出電源電壓信號至所述波形重構模塊，所述波形重構模塊對所述電源電壓信號進行等效采樣，并按照預設算法生成重構波形信號以還原所述電源電壓信號，所述波形重構模塊將所述重構波形信號分別輸出至所述跟隨波形產(chǎn)生模塊和所述程序控制模塊，所述跟隨波形產(chǎn)生模塊對所述重構波形信號進行移相后生成跟隨電壓波形信號，并將所述跟隨電壓波形信號輸出至所述程序控制模塊，所述程序控制模塊用于對所述跟隨電壓波形信號與所述重構波形信號在多個相同采樣時刻的電壓值進行比較，并根據(jù)預設條件篩選后記錄多個所述采樣時刻，當所述采樣時刻對應的交流電壓信號值均小于預設過零閾值時，此時過零時刻處于兩個不同的所述采樣時刻之間。2.根據(jù)權利要求1所述的交流過零檢測電路，其特征在于：所述電壓檢測模塊包括整流模塊、分壓模塊以及濾波模塊，所述整流模塊用于對所述交流電壓信號進行全波整流，并輸出整流電壓信號至所述分壓模塊，所述分壓模塊對所述整流電壓信號進行分壓，所述濾波模塊與所述分壓模塊連接，用于濾去電壓信號中的紋波。3.根據(jù)權利要求1所述的交流過零檢測電路，其特征在于：所述波形重構模塊包括采樣模塊和采樣時鐘，所述采樣時鐘輸出的觸發(fā)信號至所述采樣模塊，所述采樣模塊根據(jù)所述觸發(fā)信號對所述電源電壓信號進行多次采樣，并對采樣信號按照所述預設算法進行波形重構。4.根據(jù)權利要求1所述的交流過零檢測電路，其特征在于：所述跟隨波形產(chǎn)生模塊包括RC移相電路，所述RC移相電路接入所述重構波形信號，并對所述重構波形信號進行0
°
~180
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滯后移相，所述跟隨電壓波形信號為所述重構波形信號移相后產(chǎn)生的波形信號。5.根據(jù)權利要求1所述的交流過零檢測電路，其特征在于：所述跟隨波形產(chǎn)生模塊包括波形平移處理模塊以及存儲模塊，波形平移處理模塊預設有波形平移設定程序，所述波形平移處理模塊將所述重構波形信號以圖像或數(shù)據(jù)形式輸出至所述存儲模塊，所述波形平移設定程序對所述存儲模塊中的象素進行推算平移，使所述重構波形信號在相位上進行平移，以得到所述跟...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孫家廣，羅榮，
申請(專利權)人：東莞市聯(lián)峰電機有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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