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零電壓控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種零電壓控制電路，其包括：第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第四電容器、第五電容器、第一晶體管、第一異或門、第二異或門、第三異或門、光耦合器、第一電源和第二電源。本實用新型的零電壓控制電路能夠?qū)ξ⑿⌒盘柕牧汶妷簷z測，而且檢測精度較高，并且采取了隔離保護手段，使得不會對外接電路產(chǎn)生干擾，不存在信號偏移問題，從而很好地實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)輸出的零電壓控制。
【專利說明】零電壓控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種零電壓控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]零電壓控制技術(shù)是一種軟開關(guān)技術(shù)，主要用來保護M0SFET、電磁繼電器、可控硅、IGBT等開關(guān)管免受高電壓的沖擊。
[0003]目前使用零電壓控制技術(shù)的常見零電壓控制電路如圖1所示。
[0004]輸入信號直接接兩個光電耦合器(例如pc817)來進行零電壓檢測，這個電路的缺陷也很明顯。
[0005]1、對輸入信號的要求高，電壓得在0.7V以上，電流在mA級別；
[0006]2、過零檢測的精度較低，由于二極管的壓降在0.7V左右，檢測信號出現(xiàn)偏移，所以電路檢測的零電壓位置實際為正負0.7V的位置；
[0007]3、對微小信號無法進行零電壓檢測；
[0008]4、對原有電路存在干擾。
[0009]由于電路存在上述缺陷，只適用于大信號或是電源類的零電壓檢測。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型提供了一種零電壓控制電路，其包括:
[0011]第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第四電容器、第五電容器、第一晶體管、第一異或門、第二異或門、第三異或門、光耦合器、第一電源和第二電源；
[0012]其特征在于第六電阻的一端接收從外部輸入的信號，該第六電阻的另一端分別連接第一運算放大器的負輸入端、第五電阻的一端、第二電容器的一端，該第五電阻的另一端和該第二電容器的另一端連接該第一運算放大器的輸出端，該第一運算放大器的正輸入端分別連接第四電容器的一端和第九電阻的一端，該第四電容器的另一端和該第九電阻的另一端接地，所述第一運算放大器的輸出端還連接第七電阻的一端，該第七電阻的另一端分別連接第二運算放大器的負輸入端和第三電容器的一端，該第三電容器的另一端連接該第二運算放大器的輸出端，該第二運算放大器的正輸入端分別連接第五電容器的一端和第十電阻的一端，該第五電容器的另一端和該第十電阻的另一端接地，所述第二運算放大器的輸出端還連接第八電阻的一端，該第八電阻的另一端分別連接第一電阻的一端和第一晶體管的基極，該第一電阻的另一端連接第一電源，該第一晶體管的發(fā)射極接地，其集電極連接所述光耦和器中的發(fā)光二極管的陰極，該發(fā)光二極管的陽極連接第二電阻的一端，該第二電阻的另一端連接第一電源，所述光耦和器中的光敏半導體管的集電極連接第四電阻的一端，該第四電阻的另一端連接第二電源，所述光敏半導體管的發(fā)射極接地，所述第一異或門的一個輸入端分別連接所述光敏半導體管的集電極和所述第四電阻的所述一端，所述第一異或門的另一個輸入端連接第二電源，所述第一異或門的輸出端分別連接第三電阻的一端和第二異或門的一個輸入端，所述第三電阻的另一端分別連接第一電容器的一端和所述第二異或門的另一個輸入端，所述第一電容器的另一端接地，所述第二異或門的輸出端連接所述第三異或門的一個輸入端，所述第三異或門的另一個輸入端連接第二電源，所述第三異或門的輸出端向外部輸出信號。
[0013]優(yōu)選的，所述第一晶體管是NPN晶體管。
[0014]優(yōu)選的，所述第一電阻的阻值為47千歐姆，所述第二電阻的阻值為330歐姆，所述第三電阻的阻值為47千歐姆，所述第四電阻的阻值為22千歐姆，所述第五電阻的阻值為100千歐姆，所述第六電阻的阻值為10千歐姆，所述第七電阻的阻值為10千歐姆，所述第八電阻的阻值為10千歐姆，所述第九電阻的阻值為9.1千歐姆，所述第十電阻的阻值為10千歐姆，所述第一電容器的電容值為I u F，所述第二電容器的電容值為0.1 u F，所述第三電容器的電容值為I u F，所述第四電容器的電容值為0.1 u F，所述第五電容器的電容值為
0.1 u F，所述第一電源為5.0V，所述第二電源為9.0V。
[0015]綜上所述，本實用新型的零電壓控制電路能夠?qū)ξ⑿⌒盘柕牧汶妷簷z測，而且檢測精度較高，并且采取了隔離保護手段，使得不會對外接電路產(chǎn)生干擾，不存在信號偏移問題，從而很好地實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)輸出的零電壓控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是一種常規(guī)的零電壓控制電路；
[0017]圖2是本實用新型的零電壓控制電路。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型的零電壓控制電路包括:
[0019]第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第一電容器Cl、第二電容器C2、第三電容器C3、第四電容器C4、第五電容器C5、第一晶體管Q1、第一異或門X0R1、第二異或門X0R2、第三異或門X0R3、光耦合器、第一電源Vcc和第二電源Vccl。
[0020]其中第六電阻R6的一端接收從外部輸入的信號,該第六電阻R6的另一端分別連接第一運算放大器Ul的負輸入端、第五電阻R5的一端、第二電容器C2的一端,該第五電阻R5的另一端和該第二電容器C2的另一端連接該第一運算放大器Ul的輸出端，該第一運算放大器Ul的正輸入端分別連接第四電容器C4的一端和第九電阻R9的一端，該第四電容器C4的另一端和該第九電阻R9的另一端接地，所述第一運算放大器Ul的輸出端還連接第七電阻R7的一端，該第七電阻R7的另一端分別連接第二運算放大器U2的負輸入端和第三電容器C3的一端，該第三電容器C3的另一端連接該第二運算放大器U2的輸出端，該第二運算放大器U2的正輸入端分別連接第五電容器C5的一端和第十電阻RlO的一端,該第五電容器C5的另一端和該第十電阻RlO的另一端接地，所述第二運算放大器U2的輸出端還連接第八電阻R8的一端，該第八電阻R8的另一端分別連接第一電阻Rl的一端和第一晶體管Ql的基極，該第一電阻Rl的另一端連接第一電源Vcc，該第一晶體管Ql的發(fā)射極接地，其集電極連接所述光耦和器中的發(fā)光二極管的陰極，該發(fā)光二極管的陽極連接第二電阻R2的一端，該第二電阻R2的另一端連接第一電源Vcc，所述光耦和器中的光敏半導體管的集電極連接第四電阻R4的一端，該第四電阻R4的另一端連接第二電源Vccl，所述光敏半導體管的發(fā)射極接地，所述第一異或門XORl的一個輸入端分別連接所述光敏半導體管的集電極和所述第四電阻R4的所述一端，所述第一異或門XORl的另一個輸入端連接第二電源Vccl，所述第一異或門XORl的輸出端分別連接第三電阻R3的一端和第二異或門X0R2的一個輸入端，所述第三電阻R3的另一端分別連接第一電容器Cl的一端和所述第二異或門X0R2的另一個輸入端，所述第一電容器Cl的另一端接地，所述第二異或門X0R2的輸出端連接所述第三異或門X0R3的一個輸入端，所述第三異或門X0R3的另一個輸入端連接第二電源Vccl，所述第三異或門X0R3的輸出端向外部輸出信號。
[0021]由第一運算放大器U1、第五電阻R5、第六電阻R6、第九電阻R9、第二電容器C2和第四電容器C4構(gòu)成了濾波放大裝置。
[0022]由第二運算放大器U2，第三電容器C3、第七電阻R7、第五電容器C5和第十電阻RlO構(gòu)成了過零比較裝置。
[0023]由光耦合器、第一晶體管Q1、第一電阻R1、第二電阻R2、第四電阻R4和第八電阻R8構(gòu)成了光耦驅(qū)動裝置。
[0024]由第一異或門X0R1、第二異或門X0R2和第三異或門X0R3，第三電阻R3和第一電容器Cl構(gòu)成了邊沿檢測裝置。
[0025]在本實用新型的零電壓控制電路中，第一晶體管Ql采用NPN晶體管。
[0026]下面簡要說明一下本實用新型的零電壓控制電路的工作過程。
[0027]外部信號輸入到所述濾波放大裝置進行濾波和放大；該經(jīng)過濾波和放大后的信號輸出至所述過零比較裝置進行過零比較，以產(chǎn)生過零矩形波信號，該過零矩形波信號輸出至光耦驅(qū)動裝置以進行光電隔離，用以對輸入電路進行保護；經(jīng)過光電隔離保護之后的過零矩形波信號輸出至邊沿檢測裝置，該邊沿檢測裝置將采集到的過零矩形波信號變換為單向的脈沖信號并且將其輸出到外部。
[0028]在實際應用中，本實用新型的零電壓控制電路可以提供單向的脈沖信號作為控制信號，來控制外部裝置的觸發(fā)。例如，將本實用新型的零電壓控制電路的輸出連接至D觸發(fā)器的時鐘信號觸發(fā)端，該D輸出器的數(shù)據(jù)信號輸入端接收外部輸入的數(shù)據(jù)信號。當所述單向的脈沖信號的上升沿輸入到所述時鐘信號觸發(fā)端時，所述D觸發(fā)器將此時接收的數(shù)據(jù)信號進行輸出，由此實現(xiàn)了在零電壓信號的控制下輸出數(shù)據(jù)信號。
[0029]本實用新型所采用的各自元器件的值可以根據(jù)具體的應用來確定，這里舉例說明一組在實踐中使用的元器件的參數(shù)值，第一電源Vc為5.0V，第二電源Vccl為9.0V，第一電阻Rl的阻值為47千歐姆，第二電阻R2的阻值為330歐姆，第三電阻R3的阻值為47千歐姆，第四電阻R4的阻值為22千歐姆，第五電阻R5的阻值為100千歐姆，第六電阻R6的阻值為10千歐姆，第七電阻R7的阻值為10千歐姆，第八電阻R8的阻值為10千歐姆，第九電阻R9的阻值為9.1千歐姆，第十電阻RlO的阻值為10千歐姆，所述第一電容器Cl的電容值為I u F，第二電容器C2的電容值為0.1 u F，第三電容器C3的電容值為I u F，所述第四電容器C4的電容值為0.1 u F，第五電容器C5的電容值為0.1 u F。
[0030]在本實用新型的零電壓控制電路中，輸入的外部信號可以是微小信號，該微小信號是指電壓值小于IV的電壓信號，該微小信號輸入到電壓跟隨器的正輸入端。
[0031]綜上所述，本實用新型的零電壓控制電路能夠?qū)ξ⑿⌒盘柕牧汶妷簷z測，而且檢測精度較高，并且采取了隔離保護手段，使得不會對外接電路產(chǎn)生干擾，不存在信號偏移問題，從而很好地實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)輸出的零電壓控制。
【權(quán)利要求】
1.一種零電壓控制電路，其包括: 第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第四電容器、第五電容器、第一晶體管、第一異或門、第二異或門、第三異或門、光I禹合器、第一電源和第二電源； 其特征在于第六電阻的一端接收從外部輸入的信號，該第六電阻的另一端分別連接第一運算放大器的負輸入端、第五電阻的一端、第二電容器的一端，該第五電阻的另一端和該第二電容器的另一端連接該第一運算放大器的輸出端，該第一運算放大器的正輸入端分別連接第四電容器的一端和第九電阻的一端，該第四電容器的另一端和該第九電阻的另一端接地，所述第一運算放大器的輸出端還連接第七電阻的一端，該第七電阻的另一端分別連接第二運算放大器的負輸入端和第三電容器的一端，該第三電容器的另一端連接該第二運算放大器的輸出端，該第二運算放大器的正輸入端分別連接第五電容器的一端和第十電阻的一端，該第五電容器的另一端和該第十電阻的另一端接地，所述第二運算放大器的輸出端還連接第八電阻的一端，該第八電阻的另一端分別連接第一電阻的一端和第一晶體管的基極，該第一電阻的另一端連接第一電源，該第一晶體管的發(fā)射極接地，其集電極連接所述光耦和器中的發(fā)光二極管的陰極，該發(fā)光二極管的陽極連接第二電阻的一端，該第二電阻的另一端連接第一電源，所述光耦和器中的光敏半導體管的集電極連接第四電阻的一端，該第四電阻的另一端連接第二電源，所述光敏半導體管的發(fā)射極接地，所述第一異或門的一個輸入端分別連接所述光敏半導體管的集電極和所述第四電阻的所述一端，所述第一異或門的另一個輸入端連接第二電源，所述第一異或門的輸出端分別連接第三電阻的一端和第二異或門的一個輸入端，所述第三電阻的另一端分別連接第一電容器的一端和所述第二異或門的另一個輸入端，所述第一電容器的另一端接地，所述第二異或門的輸出端連接所述第三異或門的一個輸入端，所述第三異或門的另一個輸入端連接第二電源，所述第三異或門的輸出端向外部輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的零電壓控制電路，其特征在于所述第一晶體管是NPN晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的零電壓控制電路，其特征在于所述第一電阻的阻值為47千歐姆，所述第二電阻的阻值為330歐姆，所述第三電阻的阻值為47千歐姆，所述第四電阻的阻值為22千歐姆，所述第五電阻的阻值為100千歐姆，所述第六電阻的阻值為10千歐姆，所述第七電阻的阻值為10千歐姆，所述第八電阻的阻值為10千歐姆，所述第九電阻的阻值為.9.1千歐姆，所述第十電阻的阻值為10千歐姆，所述第一電容器的電容值為I u F，所述第二電容器的電容值為0.1 u F，所述第三電容器的電容值為I u F，所述第四電容器的電容值為0.1 u F，所述第五電容器的電容值為0.1 u F，所述第一電源為5.0V，所述第二電源為.9.0V。
【文檔編號】G01R19/175GK203535109SQ201320656442
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】陳燕生, 王啟銀, 周國華, 池遠帆, 白英, 王 忠, 賀偉文 申請人:國家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司大同供電分公司