[发明专利]一种交流电过零点检测电路及芯片

说明书

本发明公开了一种交流电过零点检测电路及芯片，该交流电过零点检测电路包括：取电与交流整形单元，其用于基于交流电生成同频同相的方波；边缘脉冲产生单元，其电连接于所述取电与交流整形单元，用于基于所述方波生成在所述交流电过零点的边缘脉冲；过零脉冲产生单元，其电连接于所述边缘脉冲产生单元，用于基于所述边缘脉冲生成过零脉冲。本发明能够同时检测到交流电上升沿的过零点和下降沿的过零点，且提升了检测过零点的精度。

技术领域

本发明涉及交流电过零点检测技术领域，特别是涉及一种交流电过零点检测电路及芯片。

背景技术

交流电过零点检测电路在可控硅控制电路、大功率设备或者电器接入、电力载波通信、照明控制等领域是一种常见的电路。这些领域均需要对交流电的电压过零点进行准确的检测，在过零点产生过零脉冲或者电平信号作为系统控制的参考信号，或者基于过零检测信号获取交流电的交流周期、电压波动、相位等相关信息。

当前的交流电过零点检测电路，都是基于分立元器件的过零点检测电路，电路结构复杂，并且只能在交流电的上升沿或者下降沿产生的过零点信号，如专利号：CN103063904A和CN102508014A。但通常系统对交流电的上升沿和下降沿的过零信号均有需要，一种做法是根据单一沿的过零检测信号，系统通过计算的方式获得另一个沿的虚拟过零检测信号。但是这种虚拟获得的另一个沿的过零检测信号，实际上并未对另一过零点进行检测，从而丢失了一部分过零点所携带的信息，如电压波动导致的过零点抖动。另一种做法是采用两个相同的电路分别去检测上升沿和下降沿的过零点，但是系统的成本、功耗和复杂度都加倍。

另外基于分立元器件的过零点检测电路的外围器件数量多，由于采用了较多的二极管和三极管等流控器件，在自身损耗的功耗方面也较大，普遍需要50-100mW左右。而外围器件多导致的另一个方面问题是检测精度也受损，一般检测到的过零点通常与实际过零点的误差都在20us以上。

因此，如何设计一种高精度的能够同时检测上升沿和下降沿的过零点的过零点检测电路是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中关于同时检测上升沿和下降沿的过零点不精确的技术问题，本发明提出一种交流电过零点检测电路及芯片。

本发明采用的技术方案是首先提供一种交流电过零点检测电路，包括：取电与交流整形单元，其用于基于交流电生成同频同相的方波；边缘脉冲产生单元，其电连接于所述取电与交流整形单元，用于基于所述方波生成在所述交流电过零点的边缘脉冲；过零脉冲产生单元，其电连接于所述边缘脉冲产生单元，用于基于所述边缘脉冲生成过零脉冲。

在一实施方式中，所述过零脉冲产生单元包括：电连接于所述边缘脉冲产生单元的脉冲延展单元、电连接于所述脉冲延展单元的偏置电路单元、及电连接于所述偏置电路单元和所述脉冲延展单元的光耦驱动单元。

在一实施方式中，所述过零脉冲产生单元包括：NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9，PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8，电阻R2、R3、R4，电容C2、C3，非门U2、U3；所述MN7、MN8、MN9、MP6、MP7、MP8、C2、C3、U2、U3、R3构成脉冲延展单元；所述MN1、MN2、MN3、MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、R2、R4构成偏置电路单元；MN4、MN5、MN6构成光耦驱动单元。