「干货」220V 交流过零检测器电路设计：元器件选型+电路设计详解

大家好，我是李工，创作不易，希望大家多多支持我。今天给大家分享的是：220V 交流过零检测电路，4种过零检测元件推荐+3种过零检测电路设计。

关于过零检测的介绍，这里只是简单介绍一下，更为具体的大家可以阅读下面这篇文章：什么是过零检测器？过零检测器的原理，一文总结，几分钟带你搞定

我们知道，在交流回路中，电压随时间的变化是正弦波，当波形由正半周向负半周转换或者由负半周向正半周转换时，经过 x 坐标的点就是过零点。

所谓过零检测，就是对过零点进行检测，判断交流电是否到达这个点，如下图所示：

过零检测图片

1、为何需要过零检测

为什么需要过零检测，简单来说就是：为了让使用交流电的系统更加安全稳定，同时方便对系统进行控制。

我们知道交流电的电压是在一直变化的，如果我们的用电系统开关的时候都处于电压高点，那么这个时候的电流也会对应的比较大，忽然间打开关短对系统会造成一定的 “冲击”，有时候也会产生一些电弧火花，就是所谓的浪涌，这样存在安全隐患，在一些带大功率负载的交流回路中，风险会更大。

如果系统能够知道每次过零点的时间，在这个时候去进行开关控制，那么可以使得系统安全稳定。

另外，我们通过检测交流电信号的过零点，可以实现交流电电子设备的开关控制、电流采样和保护功能，在调光开关/调光器、电机调速产品中，可从零点开始控制交流电导通角的大小，实现调光灯具亮度、电机速度的调节。

首先我们要明白，我们做过零检测，最直观的是检测什么？ 实际上就是电压。 电压变成 0 的时候，就是零点。

如何检测，我这里直接先告诉大家，从结果来看，最常见的过零检测电路末端输出有如下两种方式：

1、第一种

过零点时候电路末端会输出脉冲，如下图：

过零点时候电路末端会输出脉冲

2、第二种51漫画

过零点的时候，电路末端电平会发生变化，如下图：

过零点的时候，电路末端电平会发生变化

当然 ，直接ADC 采样也是一种方式，但是相对前面这两种用得不多。

能够实现过零检测电压变化的器件有很多，比如三极管，MOS管，比较器/运放，光耦。

1、光耦

光耦至于 220V 交流的应用，在我很早的一篇文章，分享过一个电路：

当时的需求只是需要检测是否有 220V 交流电信号存在，使用了双向光耦，其中右边输出的地方特意加了一个 2.2uF 的电容防止过零点时候电压突变。

现在稍微变通一下，电路变成如下，是不是理论上就能够产生下图所示的输出:

光耦过零检测器

当然，如果我们做一下整流，也可以使得输出脉冲信号，如下图：

光耦过零检测器电路

2、比较器/运放

对于比较器，一般来说需要先降压，再进行处理。如下面图的示例：

比较器/运放过零检测器

上面的设计是脉冲，通过 R22， R21 控制小于 Vcc /101 电压的时候 ( 如果 VCC 为3.3V ，阀门大概在 0.03V ) , 输出 S2 会输出一个高电平信号，因为时间很短，所以结果为脉冲。

当然大家也可以把比较器的负输出端连接 GND ，也就是 0V ，然后 + 输入端连接降压后但是不整流的输入（220V的交流变成低压的交流），这样输出 S2 就能形成方波输出，但是不整流需要额外注意一些问题，这里就不详细说明。

3、三极管/MOS管

对于三极管和 MOS 管来说，与上面的比较器也是类似的，直接上个示意图：

三极管/MOS管过零检测电路

需要说明的是，通过 三极管或者 MOS 管判断的输出脉冲，会比上面使用比较器的脉冲会宽一些。

三极管 0.7V 就导通了，MOS管可能会更大一些，比如有些 1.0V 左右就导通了。

4、过零检测芯片

和电平转换或者其他应用电路一样，过零检测也有专门的芯片，当然还是老问题，成本相对前面较高。没用过，暂时没有啥好推荐的，大家可以自行搜索。

上面已经说明了多种220V交流过零检测方案，实际情况中大家可以自行选择。

在网上众多的电路中，我也挑选了几个比较实在的推荐给大家：

1、参考电路1（B站：龙顺宇老师）

过零检测电路

2、参考电路二（B站：皆行电子）

过零检测电路

在实际中我用的是基本上是这个电路，直接使用示波器查看过零信号，实际的测试结果如下：

测试是 OK 的！

3、参考电路三（CSDN 转载博文过零检测电路）

过零检测电路

上面这几个实际的电路，从原理上来说，都可以实际使用，感觉都可以直接照着做，但是大家得注意元器件的选型，强电安全第一。

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