[发明专利]电力线载波通信过零检测系统及方法

权利要求书

1.一种电力线载波通信过零检测系统，其特征在于，所述系统包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、三极管、光耦T10；

所述第一电阻R1的一端连接火线，第一电阻R1与第二电阻R2串联后连接光耦T10的第一输入端口；

所述第三电阻R3、第四电阻R4并联，第三电阻R3、第四电阻R4的一端连接零线；第三电阻R3的另一端连接三极管、第二稳压二极管D2的负极，第四电阻R4的另一端连接三极管、第二稳压二极管D2的正极；所述三极管连接光耦T10的第二输入端口；

所述第一电容C1、第一稳压二极管D1并联，其一端接入第四电阻R4、第二稳压二极管D2的正极之间，另一端接入第一电阻R1、第二电阻R2之间；

所述第五电阻R5与第二电容C2并联，其一端连接光耦T10的第一输出端口；光耦T10的第二输出端口连接电源。

2.根据权利要求1所述的电力线载波通信过零检测系统，其特征在于：

所述三极管为NPN三极管；

所述第三电阻R3的一端连接NPN三极管的基极，第四电阻R4的一端连接NPN三极管的发射极，NPN三极管的集电极连接光耦T10的第二输入端口。

3.根据权利要求1所述的电力线载波通信过零检测系统，其特征在于：

所述第五电阻R5与第二电容C2并联，其一端连接光耦T10的第一输出端口，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的电力线载波通信过零检测系统，其特征在于：

所述第一稳压二极管D1的正极接入第四电阻R4、第二稳压二极管D2的正极之间，负极接入第一电阻R1、第二电阻R2之间。

5.一种权利要求1至4之一所述电力线载波通信过零检测系统的过零检测方法，其特征在于，时间周期被分为T1时间段、T2时间段、T3时间段、T4时间段；所述方法包括如下步骤：

步骤S1：在T1时间段，第一稳压二极管D1处于反向导通的稳压状态、第二稳压二极管D2处于正向导通状态，第一电容C1的两端电压等于第一稳压二极管D1的钳位电压；第一电阻R1、第四电阻R4以及第一稳压二极管D1将在火线L和零线N之间构成分压网络；对三极管而言，三极管发射极电压比基极电压低，三极管处于关闭的状态；光耦T10的输入电流为0，光耦T10输出电流也为0，进而电路的输出为低电平；所述光耦T10的输入电流即为光耦T10第一输入端口和第二输入端口之间的电流；

步骤S2：在T2时间段，第一电阻R1、第四电阻R4以及第一稳压二极管D1将在火线L和零线N之间构成分压网络，此时第一稳压二极管D1处于正向导通的状态；对三极管而言，三极管的发射极电压为负，三极管的基极电压为0，三极管处于打开的状态；由于第二电阻R2的存在，在T1时间段存储在光耦T10的第一输入端口的电压不会发生突变，只能通过第一电容C1慢慢放电；在三极管突然打开以后会有电流流过光耦T10的第一输入端口和第二输入端口，光耦T10的第二输出端口和第一输出端口之间也会感应到电流，对第二电容C2进行充电，从而输出高电平；

步骤S3：在T3时间段，第一稳压二极管D1处于正向导通状态、第二稳压二极管D2处于反向导通的状态；第一电阻R1、第四电阻R4以及第一稳压二极管D1将在火线L和零线N之间构成分压网络；对三极管而言，始终处于打开的状态；达到稳态以后，光耦T10的第一输入端口和第二输入端口之间的压差为负，故光耦T10的输入电流为0，光耦T10的输出电流也为0，进而过零检测电路输出为低电平；光耦T10的输入电流为第一输入端口和第二输入端口之间的电流；

步骤S4：在T4时间段，第一稳压二极管D1处于反向导通的稳压状态、第二稳压二极管D2处于正向导通状态，第一电容C1将会被充电，直至第一电容C1两端的电压等于第一稳压二极管D1的钳位电压；在第一电容C1被充电的过程中，不论三极管是打开还是关断，都会有电流流过第二电阻R2进入光耦T10的第一输入端口和第二输入端口，光耦T10的第二输出端口和第一输出端口之间也会感应到电流，对第二电容C2进行充电，从而使过零检测电路输出高电平。

6.根据权利要求5所述的过零检测方法，其特征在于：

所述步骤S2中，输出高电平的脉冲的宽度与第二电阻R2、第一电容C1、第五电阻R5、第二电容C2的值相关，通过调整这四个元器件的参数来调整该脉冲的宽度。

7.根据权利要求5所述的过零检测方法，其特征在于：

所述步骤S4中，输出高电平的脉冲的宽度与第二电阻R2、第一电容C1、第五电阻R5、第二电容C2的值相关，通过调整这四个元器件的参数来调整该脉冲的宽度。