非隔离型和隔离型过零点检测电路设计

对于交流电，上一篇我们介绍了如何检测其峰值电压。这里，我们介绍如何检测其频率。要检测其频率，首先我们要先找到一种方法检测它的周期，通过对交流电的特点，我们可通过检测两个正峰值的时间间隔，或者过零点的时间间隔。但是在实际项目中，几乎均采用检测过零点的方法来其频率。其中原因有二，其一：在实际的电网中，其电压大小并不是稳定，会有一定范围的波动；其二：在峰值附近的电压变化率小，容易出现较大的检测误差，而过零点处其电压变化率是最快的，所以其检测误差是最小的。故此，我们在此只介绍过零点检测电路。下面结合实际项目说说过零点检测电路。

1、非隔离型过零点检测电路

(1)半波整流电路

对于半波整流电路，由于其零线与整流后的电源负直接相连，所以检测电路只能对其火线的电压进行检测。如下图所示。根据仿真结果，我们可以使用数字逻辑电路或者MCU控制器等检测其上升沿或者下降沿来判断其过零点。

 

 

(2)全波整流电路

对于全波整流，如下图所示，其零火线均与整流后的直流电通过二极管隔离，所以我们可以同时对其两线电压进行检测。这种情况下，检测电路输出的信号就是过零点，数字逻辑电路或者MCU可以直接检测高电平去计算其频率。

 

 

2、隔离型过零点检测电路

在很多使用变压器的隔离电源中，如LLC、移相全桥等，其控制电路的参考地一般是副边地，也就是输出地。这种情况下，我们要将原边的电压、电流、频率等电信号输入到控制电路，就需要通过隔离的方式进行。隔离的方法，在开关电源中使用得最多的是光隔离和磁隔离，通常磁隔离比光隔离的成本贵很多，所以在检测过零点的应用中一般使用光隔离方式。如下图所示。