本帖最后由 电子阔少 于 2021-10-26 19:36 编辑

一,过零电路的概述

过零检测电路可以检测到交流电正半波和负半波交变时的过零点,过零检测电路一般是用在控制周期性变化的波形电路中,实际的电路中有很多种搭建的方法,当然主要是分立元件搭建的。

在电磁炉、电饭煲、洗衣机及其它白色家电中的IGBT的工作状态就是要通过过零检测来实时监控,比如IGBT何时导通何时截至,控制IC都会有相应的输出PWM控制脉冲,而且还要有其他电路的支持和协同,比如同步电路、功率控制电路、功率驱动电路等,IGBT正常进入工作状态,还需要检锅电路、浪涌保护电路、18欠压保护电路、电压检测电路、温度检测电路等正常。

一句话,过零检测电路的目的就是检测交流电的正半周与负半周的交界处,即为交流为零伏的地方,把这些地方的信息转换高低信号送给MCU等数字控制电路。

二,ROHM的过零检测电路

     过零检测线路在整个交流周期内都能够准确的检测到输入交流电压,可以用光耦设计隔离型的过零检测电路,也可以用三极管设计简易的过零检测电路。一般实现都是采用分立元件实现,当然采用分立元件实现时,功耗也是较大的。

  ROHM公司通过分析全球数百种电源模式和应用环境,成功开发出无光耦的过零检测IC,颠覆了传统的过零检测电路由光耦和晶体管组成,其待机功耗约占整个应用的待机功耗的1/2。。不仅可削减部件数量,还使过零检测电路的待机功耗无限接近零(仅0.01W)。不仅如此,在电机应用中,还可省掉电机输入电压检测电路,从而可进一步减少待机功耗和部件数量。可以说,但凭功耗这么低的宣传,想象ROHM在这方面的技术实力还是很强劲的。

     ROHM的检测电路的宣传页上看到的介绍,可将AC电压带来的延迟时间误差降至±50μs以内。在这样的前提下,即使各国的电源电压(100~230V)标准不同,也可有效地驱动电机,成功实现了以往在过零检测电路方面难以实现的高精度微控制器驱动。

三,测试验证罗姆 过零检测IC 评估板的非隔离型电路
  
先看一下官方发的原理图和PCB概况
360截图20211026093932655.jpg 360截图20211026093925604.jpg

今天要验证的官方手册列的参数

360截图20211026094207258.jpg

四,测试
测试这种AC电源类电路,测试频率不高,考虑到安全因素,不需要动用比较稍微高级一点的示波器,就用泰克的TDS210,前段用变频电源进行交流电幅值变化,验证一下过零输出信号的稳定性即可。

连接测试设备

测试前准备


微信图片_20211026110620.jpg 1477.jpg
78996.jpg


连接好后,准备开测

开电检测,分别输入交流50V,90V,110V,220V,267V,然后观察输出信号情况
测试如下
微信图片_20211026103139.jpg 微信图片_20211026103132.jpg 微信图片_20211026103127.jpg

333333.jpg 10.jpg 12.jpg


四,总结
通过以上测试仔细观察显示的数据看,,再仔细对照官方提供的AC过零检测电路(非隔离型)手册,在手册推荐的AC电压范围内,强电过零检测电路,提供+5V电源。所测的电路可以实现对AC强电进行过零点的检测测试数据和手册基本吻合,输出信号基本稳定,改变输入AC电压加上自己测试误差,基本在范围可控之内。

由于这次测试的是非隔离官方评估板,无需光耦就可以进行过零检测,理论上应该是功耗较低的,官网的宣传评估板数据手册说,可将正常通电时的过零检测电路的待机功耗降至0.01W。总体感觉输出的过零信号比较稳定,整个过零检测电路给人的感觉是电路简单、,外围元件数目极少,无需变压器、电感、光耦,电源体积小、无噪音、发热低,使用元件数量少,占用PCB板面积小。

并且,过零检测出来为矩形波形,有利输入MCU进行控制,特别是PWM的控制方式。

总之,通过评测,感觉ROHM的过零检测芯片值得推荐使用以后准备在有关产品设计中进行选用,或推荐给有关有这方面设计需要的同事或朋友们。

还有,这词测评的是非隔离行动过零板,即无需光耦就可以进行过零检测,至于功耗极低,可将正常通电时的过零检测电路的待机功耗降至0.01W,还有,延迟时间误差降至±50µs以内,这个也需要在今后的实际产品中进行使用才能验证吧,但愿官网资料是准确的。


当然,本电路还有很多宣传的特性,经过一次简单的测试,再加上测试条件的限制,如果平时对这些功能没有实际的设计经验,估计也是发现不了什么设计缺陷吧,比如输出过零的可靠性、温升等,需要经过实际产品设计应用的验证。相信罗姆公司的技术实力,应该会在实际产品中效果良好吧。总体性能还是很优的。

应该也有不足之处,留给在实际产品设计中的高人发现吧。

仔细阅读和理解ROHM的这个板子的AC过零检测电路(非隔离型)手册
BM1Z002FJ的资料,列出下面手册信息,
360截图20211026105517246.jpg 360截图20211026105525741.jpg 360截图20211026105538376.jpg 360截图20211026105629464.jpg