过零检测电路和家电设备制造技术

本发明专利技术提供了一种过零检测电路和家电设备，其中，过零检测电路包括：晶体管开关，串联连接于光耦模块的阴极接口与市电火线的采样端L之间；限流电阻，限流电阻串联连接于晶体管开关的驱动端和市电零线的采样端之间，其中，晶体管开关导通时，光耦模块的第一输出端向负载控制模块输出过零信号。通过本发明专利技术的技术方案，降低了过零检测电路的功耗，进而提高了过零检测电路的通用性。

【技术实现步骤摘要】
过零检测电路和家电设备
本专利技术涉和家电设备
，具体而言，涉及一种过零检测电路和一种家电设备。
技术介绍
在家电设备接入交流市电(通常包括市电零线N、市电火线L和市电地线三相交流信号)工作时，需要设置过零检测电路来控制家电设备中的大功率负载的开启点和关闭点，特别是用于减少负载开启瞬间的冲击电流，从而降低家电设备中器件损坏的风险和电网波动。相关技术中，过零检测电路的连接方式如图1所示，具体包括限流电阻R1、光耦模块(或称为光电耦合器)IC、整流二极管D1、上拉电阻R3、输出保护电阻R4和滤波电容C等器件，其中，限流电阻R1用于控制光耦模块IC的工作电流I满足1mA≤I≤50mA。如图2所示，光耦模块IC包括发光二极管和光敏器件，上拉电阻R3和光敏器件串联于直流源U和地线GND之间，当光耦模块IC的阳极接口a1与阴极接口a2的电势差大于发光二极管的导通电压时，发光二极管导通发光。当交流市电发生翻转时，发光二极管不导通发光，由于光敏器件在发光二极管发光和不发光两种情况下，光敏器件的电信号如分压值和电流值均不相同，因此，通过光耦模块IC的第一输出端a3和第二输出端a4将电信号作为触发信号通过输出保护电阻R4和滤波电容C传输至处理器的一个指定I/O接口。但是，相关技术中的过零检测电路至少存在以下技术缺陷：(1)如图1所示的过零检测电路应用在欧洲国家时，其交流市电为230V/50Hz，过零检测电路的消耗功率约为0.24瓦特，对于欧盟提出的家电关屏待机功耗要不大于0.5瓦特的要求，已经占了将近一半的功耗。(2)光耦模块的CTR(CurrentTransferRatio，电流传输比)值会随着温度的升高而衰减，因此必须保证光耦模块的输入端电流大于或等于1毫安，因此，必须匹配相应的限流电阻，导致了过零检测电路通用性比较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出了一种过零检测电路。本专利技术的另一个目的在于提出了一种家电设备。为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的技术方案，提出了一种过零检测电路，包括：晶体管开关，串联连接于光耦模块的阴极接口与市电火线的采样端L之间；限流电阻，限流电阻串联连接于晶体管开关的驱动端和市电零线的采样端之间，其中，晶体管开关导通时，光耦模块的第一输出端向负载控制模块输出过零信号。在该技术方案中，上述过零检测电路还包括光耦模块，光耦模块的第一输出端连接至负载控制模块，结合光耦模块和晶体管开关对市电进行采样，在限流电阻的作用下晶体管开关能够在较小的电流变化下进入饱和状态，从而触发光耦模块导通，光耦模块输出过零信号，进而达到过零检测的目的。值得特别指出的是，通过将限流电阻和晶体管开关的驱动端串联，晶体管开关可以在不同的交流市电下得到较小的电流，有效地降低了过零检测电路的功耗，提高了过零检测电路的通用性。根据本专利技术的上述技术方案的过零检测电路，还可以具有以下技术特征：在上述技术方案中，优选地，晶体管开关为三极管时，驱动端为三极管的基极，三极管的集电极连接至光耦模块的阴极接口，三极管的发射极连接至地线。在该技术方案中，在晶体管开关为三极管时，以三极管的基极作为驱动端，并将三极管的集电极连接至光耦模块的阴极接口，三级管的发射极接地。具体地，三极管控制光耦模块的阳极接口和阴极接口的导通和截止，三极管的导通(饱和或放大)与截止由正弦交流市电的正半周和负半周来决定，当三极管为NPN型时，其基极和发射极之间的电压大于0.7V时，非常小的基极电流就能使三极管进入饱和状态，从而使光耦模块处于导通状态。其中，三极管可以根据检测过零点的实际需求选择为NPN型或PNP型。通过设置三极管的发射极与市电火线的采样端L连接，基极通过串联连接的限流电阻与市电零线的采样端连接，对于任何国家的市电来说，都能在市电的正半周到来时，使三极管进入饱和状态，又因为三极管的基极电流需求比较小，一般为微安级，所以限流电阻的阻值可以取得非常大。具体地，根据功率公式P＝U×U/R可知，电阻R越大，功率P就越小，假设使用上述过零检测电路的电器设备在欧洲使用，交流市电为230V，取限流电阻的阻值为3兆欧，那么电路的功率为P＝230×230/3000000＝0.0176W，远远小于现有过零检测电路的功耗，可满足待机功耗要求。其中，限流电阻可以是多个串联和/或并联的电阻元件，也可以是一个阻值较大的电阻元件。在上述技术方案中，优选地，过零检测电路还包括：第一二极管，第一二极管的阳极连接至三极管的发射极，第一二极管的阴极连接至市电火线的采样端L。在该技术方案中，在三极管的发射极和市电火线的采样端L之间连接第一二极管，并且第一二极管的阳极连接至三极管的发射极，阴极连接至上述市电火线的采样端L，这样，由于二极管的单向导电性，当交流市电在交流市电的负半周到来时，第一二极管处于截止状态，此时三极管退出饱和状态，使光耦模块处于截止状态，当交流市电在交流市电的正半周到来时，电流能够通过第一二极管，此时三极管进入饱和状态，使光耦模块导通，从而可以根据光耦模块的输出端采集到的电平状态的变化，判断市电过零点的时间。其中，二极管的单向导电性是二极管中的PN结的作用，当反向电压较大时，可能导致PN结被损坏，即当二极管处于截止状态时，如果交流市电超出二极管的反向击穿电压，则可能导致二极管被反向击穿，二极管被反向击穿时，可能导致电路中的电流急剧增加，可能破坏过零检测电路中的其他元器件。在上述技术方案中，优选地，过零检测电路还包括：第二二极管，第二二极管的阴极连接至三极管的基极，第二二极管的阳极连接至三极管的发射极。在该技术方案中，通过在三极管的基极和发射极两端之间连接第二二极管，并且上述第二二极管的阴极连接至三极管的基极，阳极连接至三极管的发射极，减小了三极管被反向击穿的可能性，提升了过零检测电路的可靠性。在上述任一技术方案中，优选地，限流电阻的阻值大于或等于3兆欧。在该技术方案中，由于三极管的基极电流需求比较小，一般为微安级，所以为了降低过零检测电路的功耗，需要降低过零检测电路中的电流值，故而将限流电阻的阻值取得非常大。其中，当限流电阻的阻值大于或等于3兆欧时，根据功率的计算公式可以得出，针对当前世界各国不同的交流市电而言，过零检测电路的功耗远远小于国际上对家电设备的待机功耗的要求。比如，带有上述过零检测电路的电器设备在欧洲使用时，交流市电为230V，取限流电阻的阻值为3兆欧，那么电路的功率为P＝230×230/3000000＝0.0176W，远远小于现有过零检测电路的功耗，可满足待机功耗要求。其中，限流电阻可以采用多个串联和/或并联的电阻元件的方式，也可以使用一个电阻，根据本专利技术的具体实践情况确定。在上述技术方案中，优选地，光耦模块包括相对设置的发光二极管和光敏器件，光耦模块的第一输出端连接至光敏器件的第一端，光敏器件的第二端连接至地线，过零检测电路还包括：高频变压绕组；第三二极管，第三二极管的阳极连接至高频变压绕组的第一输出端，第三二极管的阴极连接至阳极接口；电解电容，电解电容的正极连接至第三二极管的阴极，电解电容的负极同时连接至地线和高频变压绕组的第二输出端，其中，第三二极管的阴极和电解电容的正极同时连接至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过零检测电路，所述过零检测电路包括光耦模块，所述光耦模块的第一输出端连接至负载控制模块，其特征在于，所述过零检测电路还包括：晶体管开关，串联连接于所述光耦模块的阴极接口与市电火线的采样端之间；限流电阻，所述限流电阻串联连接于所述晶体管开关的驱动端和市电零线的采样端之间，其中，所述晶体管开关导通时，所述光耦模块的第一输出端向所述负载控制模块输出过零信号。

【技术特征摘要】
1.一种过零检测电路，所述过零检测电路包括光耦模块，所述光耦模块的第一输出端连接至负载控制模块，其特征在于，所述过零检测电路还包括：晶体管开关，串联连接于所述光耦模块的阴极接口与市电火线的采样端之间；限流电阻，所述限流电阻串联连接于所述晶体管开关的驱动端和市电零线的采样端之间，其中，所述晶体管开关导通时，所述光耦模块的第一输出端向所述负载控制模块输出过零信号。2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述晶体管开关为三极管时，所述驱动端为所述三极管的基极，所述三极管的集电极连接至所述光耦模块的阳极接口，所述三极管的发射极连接至地线。3.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述三极管的发射极，所述第一二极管的阴极连接至所述市电火线的采样端。4.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，还包括：第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述三极管的基极，所述第二二极管的阴极连接至所述三极管的发射极。5.根据权利要求1至4中任一项所述的过零检测电路，其特征在于，所述限流电阻的阻值大于或等于3兆欧。6.根据权利要求5所述的过零检测电路，其特征在于，所述光耦模块包括相对设置的发光二极管和光敏器件，所述光耦模块的第一输出端连接至所述光敏器件的第一端，所述光敏器...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄耿，
申请(专利权)人：广东美的厨房电器制造有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44