제로 크로싱 감지기 회로를 만드는 방법

제로 크로싱 검출기 회로를 만드는 것은 실제로 매우 쉽고 주전원 스위치 ON 서지로부터 민감한 전자 장비를 보호하는 데 효과적으로 적용될 수 있습니다.

제로 크로싱 검출기 회로는 주로 전원 스위치를 켜는 동안 전원 위상이 항상 첫 번째 제로 교차점에서 회로에 '들어가는'것을 보장함으로써 스위치 ON 서지로부터 전자 장치를 보호하는 데 사용됩니다.
이상하게도 'wikipedia'를 제외하고는 다른 최고의 온라인 사이트가 제로 크로싱 탐지기 개념의이 중요한 적용을 다루지 않았기 때문에이 게시물을 읽은 후 기사를 업데이트하기를 바랍니다.

제로 크로싱 검출기 란?

우리는 전원 AC 위상이 아래와 같이 교류 정현파 전압 위상으로 구성된다는 것을 알고 있습니다.

이 교류 AC에서 전류는 특정 위상 각을 통해 중앙 제로 라인과 상단 양극 및 하단 음극 피크 레벨을 가로 질러 번갈아 가며 볼 수 있습니다.

이 위상 각은 기하 급수적으로 상승 및 감소하는 것을 볼 수 있습니다. 즉, 점진적으로 상승하고 점차 하강하는 방식입니다.

AC의 교번주기는 표준 규칙에 따라 220V 주전원의 경우 초당 50 회, 120V 주전원 입력의 경우 초당 60 회 발생합니다. 이 50 사이클 응답을 50Hz 주파수라고하고 60Hz를 우리 가정의 전원 콘센트에 대해 60Hz 주파수라고합니다.

기기 또는 전자 장치의 전원을 켤 때마다 AC 위상이 갑작스럽게 입력됩니다.이 진입 점이 위상 각의 피크에있는 경우 장치에 최대 전류가 강제로 적용된다는 것을 의미 할 수 있습니다. 스위치 ON 지점에서.

대부분의 장치는이를 위해 준비되어 있고 저항기 또는 NTC 또는 MOV를 사용하는 보호 단계가 장착되어있을 수 있지만 갑작스런 예측 불가능한 상황에 노출되는 것은 권장되지 않습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 제로 크로싱 검출기 단계를 사용하여 가제트가 주 전원으로 켜질 때마다 제로 크로싱 회로가 AC 위상주기가 제로 라인에 도달 할 때까지 대기하고이 시점에서 주 전원을 켭니다. 가제트에 힘.

제로 크로싱 감지기를 설계하는 방법

제로 크로싱 감지기를 설계하는 것은 어렵지 않습니다. 아래와 같이 opamp를 사용하여 만들 수 있지만, 이것은 과잉 인 것처럼 보이므로 간단한 개념에 opamp를 사용하므로 일반 트랜지스터 기반 설계를 사용하여 동일한 것을 구현하는 방법에 대해서도 논의 할 것입니다.

Opamp 제로 크로싱 검출기 회로

참고 : 입력 AC는 브리지 정류기에서 가져와야합니다.

위의 그림은 제로 크로싱 기반 실행이 필요한 모든 애플리케이션에 사용할 수있는 간단한 741 opamp 기반 제로 크로싱 검출기 회로를 보여줍니다.

알 수 있듯이 741은 비교기로 구성됩니다. 여기서 비 반전 핀은 1N4148 다이오드를 통해 접지에 연결되어이 입력 핀에서 0.6V 강하 전위를 발생시킵니다.

iC의 반전 핀인 다른 입력 핀 # 2는 제로 크로싱 감지에 사용되며 선호하는 AC 신호와 함께 적용됩니다.

핀 # 3 전위가 핀 # 2보다 낮은 한 핀 # 6의 출력 전위는 0V가되고 핀 # 3 전압이 핀 # 2보다 높아지면 출력 전압이 빠르게 전환됩니다. 12V (공급 레벨)에.

따라서 위상 전압이 제로 라인보다 훨씬 높은 기간 동안 또는 제로 라인에서 0.6V 이상인 기간 동안 공급 된 입력 AC 신호 내에서 opamp 출력은 제로 전위를 보여줍니다 .... 위상이 제로 라인에 진입하거나 교차하려고 할 때 핀 # 2는 핀 # 3에 대해 설정된 0.6V 기준 미만의 전위를 경험하여 출력을 12V로 즉시 복귀시킵니다.

따라서이 지점 동안의 출력은 12v 하이 레벨이되고이 시퀀스는 위상이 위상 사이클의 제로 라인을 통과 할 때마다 트리거링됩니다.

결과 파형은 IC의 제로 크로싱 검출을 명확하게 표현하고 확인하는 IC 출력에서 ​​볼 수 있습니다.

광 커플러 BJT 회로 사용

위에서 논의한 opamp 제로 크로싱 검출기는 매우 효율적이지만 합리적으로 우수한 정확도로 일반 광 커플러 BJT를 사용하여 동일하게 구현할 수 있습니다.

참고 : 입력 AC는 브리지 정류기에서 가져와야합니다.

위 이미지를 참조하면 옵토 커플러 내부에 연결된 포토 트랜지스터 형태의 BJT를 효과적으로 구성 할 수 있습니다. 가장 간단한 제로 크로싱 검출기 회로 .

AC 주전원은 높은 값의 저항을 통해 opamp의 LED에 공급됩니다. 주 전압이 2V를 초과하는 한 위상주기 동안 광 트랜지스터는 전도 모드를 유지하고 출력 응답은 거의 0V로 유지되지만 위상이 이동의 제로 라인에 도달하는 동안에는 내부 LED가 opto가 차단되어 트랜지스터도 차단됩니다.이 응답은 구성의 표시된 출력 지점에 즉시 높은 로직이 나타나도록합니다.

제로 크로싱 감지를 사용한 실용적인 응용 회로

제로 크로싱 감지를 사용하는 실제 예제 회로는 아래에서 확인할 수 있습니다. 여기서 트라이 액은 전원이 켜질 때마다 제로 크로싱 지점을 제외한 다른 위상 지점에서 절대로 전환되지 않습니다.

이것은 회로가 항상 스위치 ON 전류 서지 및 관련 위험으로부터 멀리 떨어져 있는지 확인합니다.

참고 : 입력 AC는 브리지 정류기에서 가져와야합니다.

위의 개념에서 트라이 액은 PNP BJT에 의해 제어되는 소 신호 SCR을 통해 발사됩니다. 이 PNP BJT는 트라이 악 및 관련 부하의 의도 된 안전 스위칭을 위해 제로 크로싱 감지를 실행하도록 구성됩니다.

전원이 켜질 때마다 SCR은 기존 DC 트리거 소스에서 양극 공급을 얻지 만 게이트 전압은 입력이 첫 번째 영점 교차점을 통과하는 순간에만 켜집니다.

SCR이 안전한 제로 교차점에서 트리거되면 트라이 액과 연결된 부하가 발생하고 다시 래치되어 트라이 액에 대한 지속적인 게이트 전류를 보장합니다.

전원이 켜질 때마다 제로 크로싱 지점에서 이러한 종류의 스위칭은 부하에 대해 일관된 안전 스위치 ON을 보장하여 일반적으로 주전원 갑작스런 전원 스위치 ON과 관련된 모든 가능한 위험을 제거합니다.

RF 잡음 제거

제로 크로싱 검출기 회로의 또 다른 훌륭한 응용 분야는 트라이 악 스위칭 회로의 노이즈 제거 . 의 예를 들어 봅시다 전자 조광기 회로 , 우리는 일반적으로 많은 RF 노이즈를 대기로 방출하고 주 전력망으로도 불필요한 고조파 덤핑을 일으키는 이러한 회로를 찾습니다.

이것은 제로 크로싱 라인을 통해 포지티브 / 네거티브 사이클에 걸쳐 트라이 액 전도의 빠른 교차로 인해 발생합니다. 턴은 RF 노이즈로 방출됩니다.

트라이 악 기반 회로에 추가 된 경우 제로 크로싱 감지기 , AC 사이클이 제로 라인을 완벽하게 통과 한 경우에만 트라이 악이 발화되도록하여 트라이 악의 깨끗한 스위칭을 보장하여 RF 과도 현상을 제거함으로써 이러한 현상을 제거합니다.

참고:

제로 크로싱 회로