合泰单片机交流电过零检测方案
单片机检测交流电掉电程序(数码分段开关)
单片机检测交流电掉电程序（数码分段开关）
灯饰配件中有一种控制器叫数码分段开关，基本工作原理是利用墙壁开关
通断电来实现对多种负载的轮流亮灭，这其中就涉及到单片机如何检测交流电
掉电。
首先，要把交流电的同步信号提取出来，形成单片机能识别的低压信号，一般有2 中方法，一种是直接利用电阻分压法，把同步信号提取（适合非隔离
型电路）。
另外一种方法是利用光耦提取隔离的交流信号。
2 种方法如下所示：
光耦隔离取样电路
电阻分压取样电路
所取得的交流信号如下图：
本程序实现的功能是，第一次打开关，L1 亮，L2 灭，第二次打开关，L1 灭，L2 亮，第三次打开关，L1，L2 全亮，第四次打开关，L1，L2 全灭，如此循环。
那么，单片机检测交流电掉电，每隔一定时间检测一次交流信号输入口，如果
是低电平，开始计时，如果12MS-15MS 之后，还是低电平，说明交流电被断
过一次电，此时要做出相应的控制动作。
所用单片机为PIC16F676，RA5 上的
脚作为交流检测脚。
RC2，RC3 作为负载输出控制端。
程序如下：
#include__CONFIG(0X1B4);#define uchar unsigned char//宏定义，相当于uchar=unsigned char#define uint unsigned int//宏定义，相当于uint=unsigned int tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
基于单片机单相交流过零检测及脉冲输出电路设计
基于单片机单相交流过零检测及脉冲输出电路设计【摘要】目前，可控硅做为大功率电子器件在工程中得到广泛应用，其触发方式在许多交流设备中都采用过零触发方式，而其控制多通过对触发脉冲的脉宽调节来实现。
本文介绍一种由单片机控制的过零检测及脉冲输出电路。
本设计包括硬件和软件设计两部分。
硬件部分包括电源电路、过零检测电路、控制电路、脉冲波输出电路等部分组成。
处理器采用51单片机，设计完成了过零检测，并能输出脉宽度从1ms～10ms某一种满足控制要求的脉冲波。
【关键词】51单片机;过零检测;脉冲The design of single-phase alternating current zero crossing detection and pulse output circuit based on single chip microcomputerNorthern University of China，College of computer and control engineering Luo-wei Yang-feng Jiao-LiliAbstract：at present，thyristor as power electronic devices are widely used in engineering，the trigger mode in many communication equipment using zero crossing trigger mode，and its control by the pulse width trigger pulse conditioning to achieve.A microcomputer controlled by the zero crossing detection and pulse output circuit is introduced in this paper.The design includes two parts of hardware and software design.The hardware includes the power circuit，the zero crossing detection circuit，control circuit，pulse output circuit.The processor uses 51single chip microcomputer，completed the design of zero crossing detection，and can output pulse width from 1ms to 10ms one to meet the control requirements of pulse wave.Keywords：51 single-chip;microcomputer;zero crossing detection;pulse1.引言当今社会，科学技术飞速发展、日新月异。
过零检测有几种方式？
过零检测是用于交流电路控制的重要技术，常用于交流电源或家电领域。
过零检测是指在交流电信号的波形上检测哪些时间点是波形通过零点的时间点，以便于控制电路在零点或附近进行开关等操作。
以下是几种常见的过零检测方式：
1. 零点比较法：零点比较法是最常见的过零检测方式。
该方法以一个已知电平（通常为中心点）为参考电平，将交流信号进行正负比较，从而检测到零点。
- 优点：简单、实现成本低。
- 缺点：可能会出现漏检或误检。
2. 延时比较法：延时比较法依赖于加减运算的结果来检测过零点。
该方法将一定量的延时作为参考，以比较两个样本（当前和延迟后）的大小。
- 优点：准确度更高，误检率更低。
- 缺点：需要更多的硬件和运算开销。
3. 微处理器法：在执行过零检测程序时，微处理器使用特殊的地面线（或命令跳转）直接连接到零点。
- 优点：精度高，稳定可靠。
- 缺点：成本较高。
需要根据具体应用场景的要求和限制，选择合适的过零检测方案。
在选择方案之前，需要对使用场景和方案特点进行充分的分析和评估，以确保方案的可行性和便利性。
单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行功率调节的应用综述
单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行功率调节的应用综述摘要：利用可控硅可实现通过控制低电压直流电使高电压交流电开启或关闭，相比继电器的控制方法可控硅具有更经济、无高次谐波产生、不干扰通讯设备的优点，并且通过对市电是否过零进行检测，通过可编程器件触发可控硅可以实现功率调节。
本文综述了一些常用的市电过零检测的方法，及如何通过单片机产生中断来触发可控硅进行功率的调节。
关键词：单片机；可控硅；过零检测；功率调节由于单片机体积小功耗低数据处理速度快的优点在工业现场被广泛的使用。
单片机在工业流程控制的应用，与手动控制相比，它有准确、及时、迅速等诸多方面的优点。
市电通过过零检测电路检测到过零时，电路向单片机发出中断申请，单片机通过定时器延时选择导通角从而调节可控硅导通系数。
通过这种方法不仅能控制交流电的通断，并且还能调节电路的输出功率。
笔者通过工程试验提出以下市电过零检测的方法，和单片机控制可控硅的调节功率的方案。
1可控硅开关原理可控硅是一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅T。
又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。
在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。
它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
由于可控硅共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。
当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic。
交流过零检测工作原理
交流过零检测的工作原理主要是通过检测交流电的正半周与负半周的交界处，即交流为零伏的地方来判断信号周期的一种方法。
具体来说，过零检测电路实际就是一个电压比较器，它的输入信号即为需要进行过零检测的交流信号。
通过对输入信号进行整流和滤波，然后将其与一个基准电平进行比较，当输入信号通过零点时，输出信号会发生跳变，这个跳变就是所谓的过零点。
此外，根据采用的比较器和基准电平的不同，过零检测电路可以分为正弦波过零检测和方波过零检测两种类型。
正弦波过零检测电路的输出信号是一个正弦波，其工作原理是通过比较器将输入的正弦波信号与参考电平进行比较，当正弦波信号超过参考电平时，比较器翻转输出低电平，当正弦波信号低于参考电平时，比较器翻转输出高电平。
而方波过零检测电路的输出信号是一个方波，其工作原理是通过运放器将输入的正弦波信号转换为方波信号输出。
无论采用哪种类型的过零检测电路，其作用都是为了检测交流电的周期时间长短、控制功率输出的大小、消除继电器触电的火花问题、校准同步功能等。
在实际应用中，需要根据具体需求选择适合的过零检测电路类型，以达到最佳的应用效果。
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。
交流电过零点检测电路总结-推荐下载
交流电过零点检测电路总结交流电的过零点检测方案较多，目前较常见的也是我之前所使用的方案如图1所示：图1 交流电光耦过零检测电路图1的电路可以检测到交流电经过零点的时间，但是它存在诸多的弊端，现列举如下：1.电阻消耗功率太大，发热较多。
220V交流电，按照有效值进行计算三个47K的电阻平均每个电阻的功率为220^2/(3*47k)/3=114.42mw。
对于0805的贴片电阻按照1/8w的功率计算，当前的消耗功率接近其额定功率，电阻发热大较大。
同时需要注意市电的有效值为220V，其峰值电压为311V，以此计算我们可以得到每个电阻的瞬时最大功率为228mw，严重超过了电阻的额定功率，因此使用是存在危险的。
2.光耦的过零点反应速度慢,TZA上升沿时间长。
实际测试发现光耦过零点上升沿和下降沿的跳变时间为120us左右(高低电平压差为3.3V)。
对于一般的应用可以接受，但是对于通信中的同步应用该反应时间将严重影响通信质量。
因为在120us内都可以认为是发生了过零事件，也就是说我对过零的判断可能存在最高达120us的偏差。
3.根据光耦的导通特性，该电路的零点指示滞后实际交流电发生的零点。
滞后时间可以根据光耦的导通电流计算，NEC2501的典型值是10ma，实际上，当前向电流达到1ma的时候光耦一般就已经导通了。
现以1ma电流计算，电阻3×47k=141k,则电压为141V，相应的滞后零点时间约为1.5ms。
假设0.5ma导通则电压为70V，则滞后时间为722us。
4.光耦导通时间较长，即光耦电流由0变为导通电流这个渐变过程较长，导致光耦特性边缘时间差异明显，产品一致性差。
假设以1ma作为光耦的导通电流，那么在220v交流电由0V变化到141V的过程需要1.5ms。
而因为期间的一致性问题，部分光耦可能会在0.5ma的时候就导通，部分可能在0.7ma的时候导通。
现假设一致性带来的最低导通电流为0.5ma，那么对应导通电压为71V，对应滞后零点时间为736us，这表明，不同光耦之间零点差异可能达到764us！(实际测试中我检测了10个样品，其中两个光耦导通性能差别最大的时间差达到50us，其他普遍在10us左右)。
交流电源过零点检测新方法及运用实践微探
交流电源过零点检测新方法及运用实践微探发表时间：2017-09-06T16:48:00.753Z 来源：《电力设备管理》2017年第7期作者：周凡王小婷黄新民[导读] 交流电源过零点检测是控制交流电源中经常应用到的一种方法，它指的是采用相关系统，对从正半周转换到负半周的交流电波形“过零”的具体时间。
国网新疆电力公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐 830011摘要：目前在控制技术中，交流电源过零点检测是一种常见方法，它主要用于交流电源过零点时间、电压反相点以及交流电源频率的测定。
而提高交流电源过零点检测的精确性，对于控制以交流电为电源的机械设备而言具有非常重要的作用。
因此本文对交流电源过零点检测新方法及运用实践进行了深入研究，分析了交流电源过零点传统检测方法的不足，从而对过零点检测新方法及运行做了详细阐述。
关键词：交流电源；过零点监测；新方法；运用实践1交流电源过零点检测概述交流电源过零点检测是控制交流电源中经常应用到的一种方法，它指的是采用相关系统，对从正半周转换到负半周的交流电波形“过零”的具体时间。
过零点检测的基础原理具体来说就是在微处理核心芯片中设置一个标准，在输出正半周正弦波交流电时设置一个确定值，当正弦波交流电输入发生持续性的变化时，通过微处理核心芯片就能在正弦波交流电的输出端调制一个方波，这样一来在示波器上就能将出现正弦波零点的位置正确显示出来。
传统过零点检测器的最小单元由比较器组成（如图1所示）。
过零点检测一般情况下有两种方案：一是隔离变压器的检测方案。
这种检测方案尽管体积较为庞大，且检测精度也较低，但是具有较好经济性。
二是隔离光耦的检测方案。
这种检测方案不仅灵敏度较高，同时具有体积小以及检测精度高等优点，但是其价格较为昂贵。
在电机控制的过程中，交流电源过零点检测具有非常重要的作用，电机转速的不同主要是由导通角的不同决定的，而导通角则是由开始计时零电压时的导通时间表征决定的。
此外，导通时间也决定了电机转速的微、低、中、高等4个等级。
过零检测电路
过零检测电路如下，光耦我用的 pc817检测过零点，然后输入单片机 INT0 ，过零后单片机中断延时，来控制可控硅光耦 M OC3061 导通时间，隔离后控制双向可控硅，负载用的是交流单相电机。
但是调节到一定速度(低速时)电机会出现抖动，这是什么原因？电路与下图相似单片机程序如下：#include <reg52.h> unsigned char time; sbit bb1=P2^0; sbit key1 = P2^4; sbit key2 = P2^5; sbit key3 = P2^6; sbit key4 = P2^7;unsigned char k;void delay(unsigned int t) // 延时子程序，入口参数 ms, 延迟时间=t*1ms,t=0~65535{unsigned char j; //j=0~255while(t--) //t 的值等于 while()下面{}的语句执行的次数{for(j = 0; j < 30; j++);//j 进行的内部循环，j=j+1,每执行一次加 1，大约消耗单片机处理时间//8us, 那么执行一次 for() ，注意 for() 后面加了分号。
大约消耗CPU 8us*125=1000us=1ms}}void int0() interrupt 0{TR0=1;}void PWM (void){if(key1==0) //按下相应的按键{k=0;}else if (key2==0) // 按下相应的按键{k=10;else if (key3==0) // 按下相应的按键{k=15;}else if (key4 ==0) // 按下相应的按键{k=30;}}void timer0() interrupt 1TH0=(65536-3000)/256; TL0=(65536-3000)%256; time=0;}void main(){bb1=1;time=1;TMOD=0x01;TH0=(65536-3000)/256; TL0=(65536-3000)%256; EA=1;EX0=1;IT0=1;ET0=1;k=0;while(1) {if(time==0) {time=1; PWM();bb1=0; delay(k);TR0=0; }}}。
交流电过零点检测电路总结
交流电过零点检测电路总结交流电的过零点检测方案较多，目前较常见的也是我之前所使用的方案如图1所示：图1 交流电光耦过零检测电路图1的电路可以检测到交流电经过零点的时间，但是它存在诸多的弊端，现列举如下：1. 电阻消耗功率太大，发热较多。
220V交流电，按照有效值进行计算三个47K的电阻平均每个电阻的功率为220^2/(3*47k)/3=114.42mw。
对于0805的贴片电阻按照1/8w的功率计算，当前的消耗功率接近其额定功率，电阻发热大较大。
同时需要注意市电的有效值为220V，其峰值电压为311V，以此计算我们可以得到每个电阻的瞬时最大功率为228mw，严重超过了电阻的额定功率，因此使用是存在危险的。
2. 光耦的过零点反应速度慢,TZA上升沿时间长。
实际测试发现光耦过零点上升沿和下降沿的跳变时间为120us左右(高低电平压差为3.3V)。
对于一般的应用可以接受，但是对于通信中的同步应用该反应时间将严重影响通信质量。
因为在120us内都可以认为是发生了过零事件，也就是说我对过零的判断可能存在最高达120us的偏差。
3. 根据光耦的导通特性，该电路的零点指示滞后实际交流电发生的零点。
滞后时间可以根据光耦的导通电流计算，NEC2501的典型值是10ma，实际上，当前向电流达到1ma的时候光耦一般就已经导通了。
现以1ma电流计算，电阻3×47k=141k,则电压为141V，相应的滞后零点时间约为1.5ms。
假设0.5ma导通则电压为70V，则滞后时间为722us。
4. 光耦导通时间较长，即光耦电流由0变为导通电流这个渐变过程较长，导致光耦特性边缘时间差异明显，产品一致性差。
假设以1ma作为光耦的导通电流，那么在220v交流电由0V变化到141V的过程需要1.5ms。
而因为期间的一致性问题，部分光耦可能会在0.5ma的时候就导通，部分可能在0.7ma的时候导通。
现假设一致性带来的最低导通电流为0.5ma，那么对应导通电压为71V，对应滞后零点时间为736us，这表明，不同光耦之间零点差异可能达到764us！(实际测试中我检测了10个样品，其中两个光耦导通性能差别最大的时间差达到50us，其他普遍在10us左右)。
交流电源过零点检测的新方法
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黻稿 电路
图 ２电路设 计概 念 图
过 在示 波 器 上 显 示 就 可 以 确定 正 弦波 零 误 动作 单 片 机 是 正 弦 波 整 形 中一 般 都 要 用 点 出 现 的 位 置 。 最 小 单元 的过 零 点 检 测 器 可 有 比较 器 构 成 ，如 图 １ 所 示 。过 零 到 的芯 片 ，它 价 格 便 宜 ，使 用 方 便 ，应 检 测 有 两 种 方 案 ，一 种 是 变压 器 隔 离方 用 领 域 十 分 广 泛 。具 体 在 工 作 过 程 中 ， 如果 是 单 片机 信 号 处 理 中 ，如 果 检 测 到 案 。这 种 方 案 经 济 便 宜 ，但 精 度 不 高 ， 体 积 过 于 庞 大 。 另 一 种方 案是 光 耦 隔离 梯 形 波 下 降 沿 ，表 示 获 取 过 零 点 时 刻 。
零点 检测 新 方 法 ，该 方 法 可 以 提 升 检测 精 度 ，主要 原 理 是 通 过 光 耦 过 零点 思 路 进行 的 。 ３ ． １ 电路设 计模 式 Biblioteka 该新方法所用 电路大致可以分为四
个 部 分 ，放 大 电路 ，单 光 耦 ，微 处 理 器
所示 。 的 方 案 ，这 种 方 案 虽 然 价 格更 高 ，但 有 但很 明显 ，此时和真正 的零点存在一定 和限 幅 电路 。如 图２ 误 差 ， 即有 适 当提 前 。 因此 ，如 果 需 要 ３ ． ２ 对 电路 设计 的改 进 着 精 度 高 ，体 积 小 ，灵 敏 度 高 的特 点 。 ３ ． ２ ． １增 加 限 幅 电路 。 限 幅 电路 主 交 流 电 源 的 过 零 点 检 测 对 于 电 机 的 控制 准确 触 发 动 作 ，则 传 统 的整 形 波 是 不 符 合精度要求的。 要作 用一是对整体模块起保护作用 ，防 十 分 重 要 ，这 是 由于 电机 高 、 中 、低 、 ２ ． ３运放 模 块 自身稳 定 性及 过 零 比较 止差 模 电压 过 大 导 致 运 放 损 坏 。二 是 减 微 转 速 是 由 导 通 时 间 决定 的 ，而导 通 角 器 存在 相位 误 差 小输 入 电压 使 正 负 电源 电 压 在 有 限 的供 是 由导 通 时 间 从 零 电 压 开 始计 时所 表征 运放具有价格低廉 的优势 ，但是 由 电范围内输 出电压均不会失真 ，这里 ， 的 ，因 而 不 同导 通 角 就 反 应 了 电 机 不 同
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工作原理
该应用电路的一个特点在于在所有 Holtek MCU 的 I/O Pin 上存在一个保护电路， 即在 MCU I/O Pin 上分别接有两个 PN 结二极管：一个与 VDD 相接；另一个与 VSS 相接，如图 3 所 示。这样的设计，可以保护 I/O Pin 免受浪涌电压或者 HF-noise 的冲击而造成 EOS 损坏。 并且可以直接将高电压信号通过一个或者两个限流电阻接到 I/O Pin 上，这样就可以接成 ZCD (Zero Crossing Detection) 电路。 通过读取该 I/O Pin 上的信号， 就可以控制或者测量来 自 AC 电源之参数，如过零点、相线频率和相角等。这种方法主要应用于使用 AC 电源之 产品上，特别是家用电器。在该应用范例中，我们利用这个原理设计了一款检测 AC 电源 频率的 Demo Board。借此说明这个原理。
I out =
230 − 5.1 = 34.21mA 1 2 + 51 + 51 −6 2π *50*1*10
如果输入电压 110V AC/60Hz，那么最大输出电流 Iout 可以计算得：
I out =
110 − 5.1 = 19.03mA 1 2 + 51 + 51 −6 2π *60*1*10
C7 10 4
R8 330R R7 330R LED2
4M H Z Y1
+5V RST
R6 10K
LED1
H T 4 6R 47
C8 10 4
图1
电源电路
供给 HT46R47 的电源是通过阻容降压来获得的，其具体电路由 R7、R3、C5、D1、D6、 C1 和 C4 构成，如图 2 所示。在该范例中，所设计之总输入电流一般来说，在一定的工作 电源下必须满足最大输出电流。最大输出电流可以通过如下公式计算出：
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
文件编码：HA0157S
简介
该应用范例提供一种简单方法来测量关于 AC 电源零点、电源线频率和相关相角等参数。 这种方法就是通过 AC 电源线外接一个或几个组件直接接 Holtek MCU 的一个 I/O Port，并 且电源信号可以是不同频率 (50/60Hz) 的几百伏特电压。该方法主要应用于对 AC 电源类 参数之测量和控制的产品中，其中典型应用有：电源开关时序控制 (比如马达控制、照明、 加热器等控制)、电功率和功率因素调整、相线控制等产品，特别在家电领域得到更广泛地 应用。 在该应用范例中，我们将以 HT46R47 为母体，利用这种方法制作一款检测 AC 电源工作频 率的 Demo Board。接下来，将详细介绍这种方法的设计过程与注意事项。
Z1 5.1V D1
C4 470U/16V
C5 104
1N4007 +5V R5 100K
R3 2M
R4 2M
U1
1 PA3/PFD PA2 PA1 PA0 PB3/AN3 PB2/AN2 PB1/AN1 PB0/AN0 VSS PA4/TMR PA5/INT PA6 PA7/SDA OSC2 OSC1 VDD RES PD0/SCL 18 RST
LED 输出电路
在该应用 Demo Board 中，输出电路是由两个限流电阻和两个 LED 构成，分别由 HT46R47 的两个 I/O Pin 直接控制，如图 7 所示。因此，对于本 Demo Board 来说，其输出电流主要 提供给两个 LED --- 用于指示当前 AC 电源频率是 50Hz 还是 60Hz。在设计过程中，最大 输出电流 Iout 必须保证 LED 的正常光亮。
限流电阻数值最好选取在 4M ~ 5MΩ 范围内。
• 满足更好的 EMC 对策，建议通过软件和硬件两个方面来解决，如图 1 中添加 EMI 输入
滤波器和流程图 10 中加入重置旗标的方法。
11
f AC _ line =
1 = 50.63Hz 158 x125us
其中，定时中断子程序 TMR_ISR 流程图如图 12 所示。
START
Save locale data
1st interrupt ? Y Set interrupt flag Clear the counting value
N
Clear interrupt flag Save the counting value
I peak (400µA)而又不会出现波形变形。
图4ZCDຫໍສະໝຸດ 电路实际波形 (无负载)5
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
图5
ZCD 电路实际波形 (有负载)
图6
ZCD 电路实际波形 (上升时间)
6
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
注意：当输入 230V 电压时，限流电阻两端需要承受的最大电压大约是 325V。因此，为了 避免过压而损害电阻之现象发生，通常情况下我们会外接两个电阻器。例如，对于如 1206 SMD (Surface Mount Device) 类型的电阻器来说，它们的耐压值只有 200V，这时就需要外 接两个电阻器。
原理图
该原理图主要包括：EMI filter 对策电路 (可选部分，经常用于家电类产品)、阻容式电源电 路、零点检测电路和 LED 输出电路等，如图 1 所示。
N C1 0.47U/275V L F0 L1 100uH---400uH C2 0.1U/275V R1 51R/2W R2 51R/2W C3 105/275V +5V ZNR?
I in > I out
VRMS − VVDD VRMS / 2 V −V 2 = = = RMS VDD X C5 + R 7 X C5 + R 7 1 2 + R7 2 π C 5
2
(1)
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
其中，
VRMS 表示 AC 正弦波电源之 RMS 电压。 VRMS / 2 表示一半之 VRMS 。因为，输出电容 C5 只工作在半波。 VVDD 表示稳压器电压。
Restore locale data
RETI
图 11
INT_ISR 流程图
10
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
图 12
TMR_ISR 流程图
结论
• MCU 内置反向二极管是做为 ESD 防护。 • 由 AC LINE 直接连接至 MCU I/O，主要须考虑的是来自 AC LINE 的浪涌电压及高频噪
对于 HT46R47 所有 I/O Pin 来说，都有一个最大注入电流 I j _ max ( I peak )，其典型数值为 400A。所以在设计过程中，其注入电流 Ij 务必小于最大注入电流 I j _ max ( I peak )，可以通 过如下公式计算：
Ij =
VRMS < I j _ max = 400uA R1 + R2
图7
LED 输出电路
7
HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
PCB 综合 Layout 图
由本文所设计的 PCB 综合 Layout 图如图 8 所示。在 PCB Layout 时，有几点值得注意：
• MCU 的 VDD 和 VSS 最好是平行走线 • 复位和晶振信号走线应尽量短 • 与 MCU 相连接信号最好用 GND 地信号覆盖
X C5 代表 C5 之电容抗数值。
从公式 (1) 来看，只要输出电流 Iout 小于或者等于 (理想状态下) 输入电流 Iin，其中输出电 压会保持不变。 由电阻 R7 和电容 C5 决定输入电流 Iin 之大小， 需要设计多大之输出电流 Iout 必须考虑流过电容 C5 之最大电流。 在这里，如果输入电压 230V AC/50Hz，那么最大输出电流 Iout 可以计算得：
(2)
如果 VRMS =230V，R1=R2=2M ohms，可以得到注入电流为： :
Ij =
230 = 57.5uA < 400uA 2*10 + 2*106
6
当输入的 AC 电源为 230V AC/50Hz， 相应 ZCD 电路的实际波形如图 4 (无负载时) 和图 5 (带 负载时)。 这里 CH1 连接测试点 TP2；而 CH2 连接测试点 TP1。在图 6 所示中，当 PA5 Pin 上之输入信号电位从 0V 上升到 0.7VDD=0.7×5V=3.5V (即高准位门限值，请参照 Datasheet 之 DC 特性)，此时输入信号的过零点将滞后 240µs。当然，改变两个限流电阻 R1 和 R2 的 阻值，可以改变过零点滞后时间。由此可见，合适的滞后时间不会影响 AC 电源频率测量 的精度，所以我们建议过零点限流电阻阻值最好选取为 4MΩ~ 5MΩ，从而保证过零注入 电流 Ij <
图 8 PCB 综合图 最终之 Demo Board 实物外观图如图 9 所示。
图9
Demo Board 实物外观图
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HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
软件流程图
该范例程序用汇编语言撰写，它包含几个子程序：由 PA5 pin 输入引起的外部中断子程序、 内部定时器溢出中断子程序、特殊缓存器初始化子程序和通用缓存器初始化子程序等。其 中，主程序 Main 的程序流程图如 10 所示。
为了同步每一个工作周期，必须给 MCU 输入一个过零点信号，其中，设计 ZCD 电路来实 现这个功能。零点检测电路它是由外部两个限流电阻 R1 和 R2、一个等效电容 (典型值为： 5~10pF) 和两个内部限幅二极管构成，其等效电路如图 3 所示。
图3
ZCD 电路
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HT46R47 对 AC 过零信号进行检测
说明：在实际测得之最大输出电流为 31mA (@230V AC/50Hz, C5=1000nF)。一般来说，实 际测得之最大输出电流会小于所计算数值。另外，我们在设计最大输出电流时，我们保留 一定数值的余量（大约 20%） 。