过零检测模块
过零检测
整个主控板上有三种电压：AC220V、DC12V和DC5V。
AC220V直接给压缩机、室外风机、室内风机和负离子产生器供电；AC220V经过降压，变为DC12V和DC5V，用于继电器和微控系统供电。
供电系统如图4-3所示，AC220V先经过变压器降压，然后从插座J1输入，经过整流桥进行全波整流，通过电容C2滤波，得到DC12V，再经过稳压片7805稳压，得到DC5V。
图中的采样点ZDS用于过零点的检测，二极管D1防止滤波电容C2 对采样点ZDS的影响。
图4-3供电系统4.4 过零检测电路过零检测电路如图4-4所示，用于检测AC220V的过零点，在整流桥路中采样全波整流信号，经过三极管及电阻电容组成整形电路，整形成脉冲波，可以触发外部中断，进行过零检测。
采样点和整形后的信号如图4-5所示。
过零检测的作用是为了控制光耦可控硅的触发角，从而控制室内风机风速的大小。
图4-4过零检测电路本文介绍的这种过零调功电路虽然简单，却能可靠的工作。
它适合于各类电热器具的调功，串激式电机的调功等。
可供电气工作人员参考。
字串6该装置的电路工作原理如图1所示（）。
它是由电源电路、交流电过零检测电路、十进制计数器/脉冲分配器及双向可控硅等组成。
220V市电经电源变压器T降压后，由二极管VD1、VD2构成的全波整流电路整流，由C滤波后供给整机电路工作。
经二极管VD3、VD4全波整流后，得到的脉动直流电压经R1后加到运算放大器IC1的反相输入端。
当脉动电压过零（也就是交流电压过零）时，IC1便出现过零脉冲。
IC2用于对过零脉冲进行计数和脉冲分配，从而产生可控硅触发信号。
S是功率调节开关，通过S改变IC2计数方式来调节交流负载的功率。
例如，当S位于“3”档时，IC2进行四进制计数，每输入4个过零脉冲仅产生2个触发脉冲去触发双向可控硅导通，因而该档为半功率档。
图中给出了4档，由于IC2具有10个输出端，将这些输出端适当的组合，就可以获得不同的功率档。
过零检测电路
1
345C6 s GNDR4 47K A
A Title Size B Date: File: 11-Sep-2009 Sheet of D:\project control\COR485\MyDesign1\MyDesign1.ddb Drawn By: 6 Number Revision
图三
2
直接接于输入电压上，经D2整流后得一个正半周信号，经R3，R4的分压限流后，Q1的基极电压升高使Q1进入导通。 此处Q1系高压三极管MPSA44 1.5W，最高Vceo可以承受400V。
C
3、在电路中，D2主要起隔离作用，隔离整流桥与滤波电容E1，一般选择4007；电阻R1为限流电阻，
需要根据输入电压范围及光藕的特性去选择此电阻，选择的原则是要保证光藕有足够的驱动电流。 电阻的消耗功率需要非常注意，在布线时要考虑散热，一般考虑卧式离板或立式。 电阻R2主要为保护光藕，起分流作用，需要根据光藕的特性选择；IC1为隔离光藕，一般选择PC817， 但对于要求比较高的产品（认证要求较多，或是去往欧洲市场） 推荐使用NEC 的PS2561；电容C1为滤波电容，主要滤出干扰脉冲，一般选择102或更小，禁止选择104； 电阻R3为光藕次级的限流电阻，需要根据光藕的次级电流来计算此阻值；
1
2
3
4
5
6
D1 Port D Port AC VAC V+
D2 E E? 5V R4 R3 R1 1 R2 2 IC1 4 6 C? NPN Q1 Port
注：过零电路在 检测时都会产生 时间延误，故在 编写软件时需要 进行时间修正。
+5V R4 10K Port D1 L T1 1 12 2 D2 R2 12K R1 12K 12K 3 34 4 D3 Q1 SST3904T116 C2 102 R3 C1 0.1uF D
过零检测单片机控制可控硅电路
过零检测单片机控制可控硅电路
过零检测单片机控制可控硅电路是一种常见的电力电子技术，主要用于实现对交流电的精确控制。
这种电路的主要组成部分包括过零检测电路、单片机和可控硅模块。
首先，过零检测电路的作用是检测交流电的过零点。
当交流电从正半周期转为负半周期或从负半周期转为正半周期时，会经过一个零点，此时电压为零。
过零检测电路就是利用这个特性，通过检测电压的变化来判断过零点的位置。
然后，单片机是整个电路的控制中心。
它根据过零检测电路的信号，计算出合适的触发时刻，然后输出相应的脉冲信号来控制可控硅的导通和关断。
单片机通常使用PWM（脉宽调制）技术来实现对可控硅的精确控制。
通过改变脉冲的宽度，可以改变可控硅的导通时间，从而改变交流电的有效值。
最后，可控硅模块是电路的执行部分。
它接收到单片机的脉冲信号后，会在适当的时刻导通，使电流流过负载。
可控硅的特点是可以在很小的电流下就能导通，而且导通后的电压降很小，因此非常适合用于电力电子设备。
总的来说，过零检测单片机控制可控硅电路是一种非常实用的电
力电子技术，它可以实现对交流电的精确控制，广泛应用于各种电力电子设备中，如调光器、变频器、电机控制器等。
Simulink初学者指南
1.1.2 打开一个模型
打开模型不仅将模型加载到内存中，而且模型图也同时显示在模型窗口中。如果 只想将模型加载在内存中而不显示，可参考“加载模型” 。
1.1.2.1 打开一个已经存在的模型
操作方式： 菜单栏：file->open 工具条：open 图标 快捷键：ctrl+o 指令窗：如果.mdl 文件在当前文件夹或路径上，可直接输入模型的名字（不需要 加后缀）
Simulink 指南 0 引言
Simulink 软件是动态系统建模、仿真和分析的工具，它支持线性系统和非线性系 统、连续时间系统和离散采样时间系统以及它们之间相互混合后的系统。
0.1 Simulink 概述 0.1.1 建模工具
使用 Simulink， 用户可以在理想的线性模型之外研究更接近现实情况的非线性模 型，比如摩擦力干扰、空气阻力、齿轮打滑、急刹车等。 Simulink 提供给用户众多工具用以对真实世界中几乎所有的问题进行建模仿真。 Demo Models 展示了很多的真实世界现象的模型。 Simulink 提供了良好的图形界面，使用户把模型建成结构图的形式。Simulink 包 含非常全面的 block 模块图：汇、源、线性和非线性元件以及连接器。如果这些 图块不能满足需求， 用户可以自行创建模块图。交互式的图形环境简化了建模过 程，消除了建立微分和差分方程的需要。 模型具有等级性，可通过自上而下和自下而上的手段建模。
设置打印页边距： 设置打印页数： 打印采样时间：在打印对话框中选择“print sample time legend”
1.1.14 生成模型报告
模型报告是一个描述模型结构和内容的 HTML 文档， 包括模型的动态结构图和所 有的子系统以及参数的设置。 操作方式：File->Print Details
东软过零检测电路检测标准及元器件选型要求
3）示波器的触发功能必须以通道 1 为准，通道 1 必须为直流耦合，触发电平为 0V，否则测量的实际过零点将会有很大的偏差。
4）为了提高通道 1 过零点测量的精确度，示波器的电压档位可以调小并且根据 示波器实际性能进行调整。（注意示波器测量小信号时内部会存在继电器档位 变换，可能会导致电压档位过小时测量不准，该问题可以通过实际验证。）
要求 2：稳压管特性【最主要】
该电路中，稳压管的稳压值直接决定电路的一致性和温度特性等，在所有器件中，对稳 压管的要求最高。又因为市场上存在稳压精度有差异的稳压管，故在该器件的采购上要注意。
稳压管在过零检测电路中同时还作为过零检测的基准电平，当 5.1V 不准时，过零检测电 路虽然也能工作，但不同厂家生产的载波模块的过零信号可能存在较大的偏差，影响过零电 路的一致性。即使同一厂家，当使用不同批次或元件厂的稳压管时，也可能因为稳压管特性 不一致，导致使过零信号出现偏差，影响电路的一致性。所以，此电路对稳压管特性要求较 严格，使用前需要测试。
若稳压管不加 4148 则滞后 17uS，误差偏大。
测试电路 2：东软 V3.4 载波模块过零检测电路
L
D5 1 M7 -40 07
N
R5 1 51 0K
R5 2 51 0K
C5 1 560pF R53 C52
470K 220nF
D5 2 LL 414 8
ZD 1 ZM M5V 1
R5 4 47 K C5 3 56 0pF
1）测试时为了安全和方便测试，相对单相表模块把 LN 进行了颠倒，如上图。 上图中的 LN 定义与单相表模块上过零电路的 LN 定义刚好相反。
simulinkg过零事件
simulink仿真时，默认如果遇到超过1000个连续的过零事件，就会报错，如果想继续仿真，那么第一种方法就是使用自适应过零检测算法，在Simulation->Configuration Parameters->Zero Crossing Options中，把Algorithm选项选成Adaptive。
第二种方法就是把提示中那个模块的过零检测关掉。
Simulation->Configuration Parameters->Zero Crossing Control，选择Disable All。
按照这两种方法中一种操作，应该不会再出现这样的错误。
但是有时会有新的问题，就是仿真非常慢，停在某个地方不向下进行，也不报错。
如果这样，那么应当试着换一下模型的求解器，在Simulation->Configuration Parameters->Solver Options->Solver中，尝试不同的求解器。
通常，将模型离散化，然后使用离散求解器（discrete）是解决问题的一个方法。
交流电零点检测电路(李登奇)
零点检测模块零点检测的主要作用就是作为单片机的中断触发，过零检测的作用可以理解为给主芯片提供一个标准，这个标准的起点是零电压，可控硅导通角的大小就是依据这个标准。
也就是说白炽灯高、中、低、微亮度都对应一个导通角，而每个导通角的导通时间是从零电压开始计算的，导通时间不一样，导通角度的大小就不一样，因此白炽灯的亮度就不一样。
在过零检测模块中也特别介绍了几个重要的元器件，这也是整个系统的不可或缺的核心部件，主要有同步变压器、整流桥、比较器。
图3.2 零点检测原理图图3.3 同步变压器同步变压器是用来为晶闸管提供同步信号来作为其控制电压的。
在晶闸管整流电路中，晶闸管需要一个触发脉冲来控制其导通，而在什么时刻给可控硅发触发脉冲是要有时间基准的，而这个时间基准通常便是晶闸管的阳极电压。
即要使触发脉冲与阳极电压同步，最直接的做法便是引阳极电压来作为触发脉冲。
但是这其中出现一个问题：一般整流桥阳极电压都比较高，不能直接引入控制装置，因此需要利用一个变压器来降压，并同时起到一定的隔离作用，这个变压器就是同步变压器。
比较器：电压比较器是集成运放典型的非线性应用，电压比较器的基本功能是对输入端的两个电压进行比较，判断出哪一个电压大，在输出端输出比较结果。
当放大器工作在开环状态时，由于开环放大倍数极高，而因输入端之间只有微小电压，运算器进入非线性工作区域，是输出电压饱和，即当Ui < Ur时，Uo = +Uom;当Ui > Ur时，Uo = +Uom;当基准电压等于零时，称为过零比较器，输入电压Ui于零电位比较，电路图和电压传输特性如图3.4所示。
3.4 过零比较器及其电压传输特性电路零点检测信号理想波形为图3.5所示。
图3.5 过零信号波形此电路得到的零点信号的下降沿这作为单片机的中断触发信号，单片机以此为基准开始计时通过延时后发出一个脉冲信号来决定导通角的大小从而改变了白炽灯的亮度。
过零比较原理及说明
过零比较模块一、模块介绍a)模块基本原理、适用性及误差来源i.当有用信号大于0V时比较输出高电平，当有用信号小于0V时比较输出低电平。
不过实际应用中输入信号往往包含许多其它谐波分量以及各类噪声，此时信号过零点附近会出现信号多次来回经过零点，会致使比较输出变化边沿出现多次信号高低电平弹跳，影响了实际过零点时刻的判断。
针对以上现象，常见的做法为在设计比较器电路时令比较电路具备一个滞回电压比较的功能，解决输出边沿多次弹跳的现象，不过滞回门限的设计会影响过零点比较输出的精度，且噪声越大，过零点的延迟会越大，本模块解决延时误差的做法为降低比较电平，即提前触发。
这种做法理论上可以补偿延时造成的误差，不过其建立的条件就是信号的噪声包络比较恒定且频率远远大于有用信号。
由此这种方案会引入一个明显的缺点就是输入信号需要匹配对应门限和对应滞回比较电压的电路才能减小误差，不然会造成较大误差甚至滞回门限小于噪声幅度造成输出边沿多次弹跳，因此利用这种方案制作的电路每次都需要对输入的信号进行校准才能达到最好的效果，校准之后理论上可以无限的解决准确值，但是无法做到对多种不同信号的通用性。
ii.利用以上原理制作而成的电路无法很好适应宽频率，宽幅度范围输入信号，因为对于同一频率信号，信号较大时和信号较小时其造成的误差不一样，比如：利用极限分析，当我们输入一个峰值比较接近滞回比较门限的信号时，其比较器检测过零点会在信号的峰顶，而对于一个大信号，其在很接近过零点处就已经产生比较输出，因此这就是为何无法做到宽幅度输入比较的原因。
不过对于两个较大的信号来说，其造成的误差会比较小，因此制作此电路时最好先将输入信号放大成为一个比较大的信号，但是此时要避免引入相位差，不然会大大影响过零电的检测。
同时由上可知这种电路检测出的过零点为信号包络（假如有噪声）的过零点，而非真正有用信号的过零点。
iii.利用此方案制作的电路需特别注意滤波网络、限幅电路等可能会引起相位变化的电路的加入，特别是在宽频率范围输入时需尽量保证有用频带内相频特性不变。
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PC817是光电耦合器，使之前端（图中PC817发光器左边的电路部分）与负载（受光器右边的电路）完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，简化电路设计。
当输入端加电信号时，发光器发出光线，照射在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了“电-光-电”的转换。
PC817的引脚图
电路图中的电阻都是限流，稳压的作用
根据PC817的芯片手册，PC817导通时，回路电流为20毫安——50毫安
PC817正向导通电压为1.2V-3.0V。
由于PC817光电耦合器直接接在220V上，需要保证PC817不被过高的电压直接击穿，要给PC817接入一个分压电阻，保证回路中的电流不超过50毫安。
需要接入一个电阻6600欧姆——16500欧姆之间的电阻。
零点位置的确定：按照芯片手册，PC817两端的电压只要低于1.2V电压，发光二极管是无法点亮的。
高低电平的确定，滤波电容的容值。