過零檢測電路和家電設備制造技術

本發明專利技術提供了一種過零檢測電路和家電設備，其中，過零檢測電路包括：晶體管開關，串聯連接于光耦模塊的陰極接口與市電火線的采樣端L之間；限流電阻，限流電阻串聯連接于晶體管開關的驅動端和市電零線的采樣端之間，其中，晶體管開關導通時，光耦模塊的第一輸出端向負載控制模塊輸出過零信號。通過本發明專利技術的技術方案，降低了過零檢測電路的功耗，進而提高了過零檢測電路的通用性。

【技術實現步驟摘要】
過零檢測電路和家電設備
本專利技術涉和家電設備
，具體而言，涉及一種過零檢測電路和一種家電設備。
技術介紹
在家電設備接入交流市電(通常包括市電零線N、市電火線L和市電地線三相交流信號)工作時，需要設置過零檢測電路來控制家電設備中的大功率負載的開啟點和關閉點，特別是用于減少負載開啟瞬間的沖擊電流，從而降低家電設備中器件損壞的風險和電網波動。相關技術中，過零檢測電路的連接方式如圖1所示，具體包括限流電阻R1、光耦模塊(或稱為光電耦合器)IC、整流二極管D1、上拉電阻R3、輸出保護電阻R4和濾波電容C等器件，其中，限流電阻R1用于控制光耦模塊IC的工作電流I滿足1mA≤I≤50mA。如圖2所示，光耦模塊IC包括發光二極管和光敏器件，上拉電阻R3和光敏器件串聯于直流源U和地線GND之間，當光耦模塊IC的陽極接口a1與陰極接口a2的電勢差大于發光二極管的導通電壓時，發光二極管導通發光。當交流市電發生翻轉時，發光二極管不導通發光，由于光敏器件在發光二極管發光和不發光兩種情況下，光敏器件的電信號如分壓值和電流值均不相同，因此，通過光耦模塊IC的第一輸出端a3和第二輸出端a4將電信號作為觸發信號通過輸出保護電阻R4和濾波電容C傳輸至處理器的一個指定I/O接口。但是，相關技術中的過零檢測電路至少存在以下技術缺陷：(1)如圖1所示的過零檢測電路應用在歐洲國家時，其交流市電為230V/50Hz，過零檢測電路的消耗功率約為0.24瓦特，對于歐盟提出的家電關屏待機功耗要不大于0.5瓦特的要求，已經占了將近一半的功耗。(2)光耦模塊的CTR(CurrentTransferRatio，電流傳輸比)值會隨著溫度的升高而衰減，因此必須保證光耦模塊的輸入端電流大于或等于1毫安，因此，必須匹配相應的限流電阻，導致了過零檢測電路通用性比較差。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出了一種過零檢測電路。本專利技術的另一個目的在于提出了一種家電設備。為實現上述目的，根據本專利技術的第一方面的技術方案，提出了一種過零檢測電路，包括：晶體管開關，串聯連接于光耦模塊的陰極接口與市電火線的采樣端L之間；限流電阻，限流電阻串聯連接于晶體管開關的驅動端和市電零線的采樣端之間，其中，晶體管開關導通時，光耦模塊的第一輸出端向負載控制模塊輸出過零信號。在該技術方案中，上述過零檢測電路還包括光耦模塊，光耦模塊的第一輸出端連接至負載控制模塊，結合光耦模塊和晶體管開關對市電進行采樣，在限流電阻的作用下晶體管開關能夠在較小的電流變化下進入飽和狀態，從而觸發光耦模塊導通，光耦模塊輸出過零信號，進而達到過零檢測的目的。值得特別指出的是，通過將限流電阻和晶體管開關的驅動端串聯，晶體管開關可以在不同的交流市電下得到較小的電流，有效地降低了過零檢測電路的功耗，提高了過零檢測電路的通用性。根據本專利技術的上述技術方案的過零檢測電路，還可以具有以下技術特征：在上述技術方案中，優選地，晶體管開關為三極管時，驅動端為三極管的基極，三極管的集電極連接至光耦模塊的陰極接口，三極管的發射極連接至地線。在該技術方案中，在晶體管開關為三極管時，以三極管的基極作為驅動端，并將三極管的集電極連接至光耦模塊的陰極接口，三級管的發射極接地。具體地，三極管控制光耦模塊的陽極接口和陰極接口的導通和截止，三極管的導通(飽和或放大)與截止由正弦交流市電的正半周和負半周來決定，當三極管為NPN型時，其基極和發射極之間的電壓大于0.7V時，非常小的基極電流就能使三極管進入飽和狀態，從而使光耦模塊處于導通狀態。其中，三極管可以根據檢測過零點的實際需求選擇為NPN型或PNP型。通過設置三極管的發射極與市電火線的采樣端L連接，基極通過串聯連接的限流電阻與市電零線的采樣端連接，對于任何國家的市電來說，都能在市電的正半周到來時，使三極管進入飽和狀態，又因為三極管的基極電流需求比較小，一般為微安級，所以限流電阻的阻值可以取得非常大。具體地，根據功率公式P＝U×U/R可知，電阻R越大，功率P就越小，假設使用上述過零檢測電路的電器設備在歐洲使用，交流市電為230V，取限流電阻的阻值為3兆歐，那么電路的功率為P＝230×230/3000000＝0.0176W，遠遠小于現有過零檢測電路的功耗，可滿足待機功耗要求。其中，限流電阻可以是多個串聯和/或并聯的電阻元件，也可以是一個阻值較大的電阻元件。在上述技術方案中，優選地，過零檢測電路還包括：第一二極管，第一二極管的陽極連接至三極管的發射極，第一二極管的陰極連接至市電火線的采樣端L。在該技術方案中，在三極管的發射極和市電火線的采樣端L之間連接第一二極管，并且第一二極管的陽極連接至三極管的發射極，陰極連接至上述市電火線的采樣端L，這樣，由于二極管的單向導電性，當交流市電在交流市電的負半周到來時，第一二極管處于截止狀態，此時三極管退出飽和狀態，使光耦模塊處于截止狀態，當交流市電在交流市電的正半周到來時，電流能夠通過第一二極管，此時三極管進入飽和狀態，使光耦模塊導通，從而可以根據光耦模塊的輸出端采集到的電平狀態的變化，判斷市電過零點的時間。其中，二極管的單向導電性是二極管中的PN結的作用，當反向電壓較大時，可能導致PN結被損壞，即當二極管處于截止狀態時，如果交流市電超出二極管的反向擊穿電壓，則可能導致二極管被反向擊穿，二極管被反向擊穿時，可能導致電路中的電流急劇增加，可能破壞過零檢測電路中的其他元器件。在上述技術方案中，優選地，過零檢測電路還包括：第二二極管，第二二極管的陰極連接至三極管的基極，第二二極管的陽極連接至三極管的發射極。在該技術方案中，通過在三極管的基極和發射極兩端之間連接第二二極管，并且上述第二二極管的陰極連接至三極管的基極，陽極連接至三極管的發射極，減小了三極管被反向擊穿的可能性，提升了過零檢測電路的可靠性。在上述任一技術方案中，優選地，限流電阻的阻值大于或等于3兆歐。在該技術方案中，由于三極管的基極電流需求比較小，一般為微安級，所以為了降低過零檢測電路的功耗，需要降低過零檢測電路中的電流值，故而將限流電阻的阻值取得非常大。其中，當限流電阻的阻值大于或等于3兆歐時，根據功率的計算公式可以得出，針對當前世界各國不同的交流市電而言，過零檢測電路的功耗遠遠小于國際上對家電設備的待機功耗的要求。比如，帶有上述過零檢測電路的電器設備在歐洲使用時，交流市電為230V，取限流電阻的阻值為3兆歐，那么電路的功率為P＝230×230/3000000＝0.0176W，遠遠小于現有過零檢測電路的功耗，可滿足待機功耗要求。其中，限流電阻可以采用多個串聯和/或并聯的電阻元件的方式，也可以使用一個電阻，根據本專利技術的具體實踐情況確定。在上述技術方案中，優選地，光耦模塊包括相對設置的發光二極管和光敏器件，光耦模塊的第一輸出端連接至光敏器件的第一端，光敏器件的第二端連接至地線，過零檢測電路還包括：高頻變壓繞組；第三二極管，第三二極管的陽極連接至高頻變壓繞組的第一輸出端，第三二極管的陰極連接至陽極接口；電解電容，電解電容的正極連接至第三二極管的陰極，電解電容的負極同時連接至地線和高頻變壓繞組的第二輸出端，其中，第三二極管的陰極和電解電容的正極同時連接至本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種過零檢測電路，所述過零檢測電路包括光耦模塊，所述光耦模塊的第一輸出端連接至負載控制模塊，其特征在于，所述過零檢測電路還包括：晶體管開關，串聯連接于所述光耦模塊的陰極接口與市電火線的采樣端之間；限流電阻，所述限流電阻串聯連接于所述晶體管開關的驅動端和市電零線的采樣端之間，其中，所述晶體管開關導通時，所述光耦模塊的第一輸出端向所述負載控制模塊輸出過零信號。

【技術特征摘要】
1.一種過零檢測電路，所述過零檢測電路包括光耦模塊，所述光耦模塊的第一輸出端連接至負載控制模塊，其特征在于，所述過零檢測電路還包括：晶體管開關，串聯連接于所述光耦模塊的陰極接口與市電火線的采樣端之間；限流電阻，所述限流電阻串聯連接于所述晶體管開關的驅動端和市電零線的采樣端之間，其中，所述晶體管開關導通時，所述光耦模塊的第一輸出端向所述負載控制模塊輸出過零信號。2.根據權利要求1所述的過零檢測電路，其特征在于，所述晶體管開關為三極管時，所述驅動端為所述三極管的基極，所述三極管的集電極連接至所述光耦模塊的陽極接口，所述三極管的發射極連接至地線。3.根據權利要求2所述的過零檢測電路，其特征在于，還包括：第一二極管，所述第一二極管的陽極連接至所述三極管的發射極，所述第一二極管的陰極連接至所述市電火線的采樣端。4.根據權利要求2所述的過零檢測電路，其特征在于，還包括：第二二極管，所述第二二極管的陽極連接至所述三極管的基極，所述第二二極管的陰極連接至所述三極管的發射極。5.根據權利要求1至4中任一項所述的過零檢測電路，其特征在于，所述限流電阻的阻值大于或等于3兆歐。6.根據權利要求5所述的過零檢測電路，其特征在于，所述光耦模塊包括相對設置的發光二極管和光敏器件，所述光耦模塊的第一輸出端連接至所述光敏器件的第一端，所述光敏器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：莊耿，
申請(專利權)人：廣東美的廚房電器制造有限公司，美的集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44