浅谈过零检测

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。

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图片发自App

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