耗電量低且少元件的零交叉檢測(cè)器

　　在圖1所示電路的VO處產(chǎn)生了一段波形，其上升沿與線電壓VAC的零交叉點(diǎn)相一致。該電路很容易修改，這樣電路中就可以產(chǎn)生與VAC保持同步的下降沿波形。

　　該電路的運(yùn)作方式如下：在VAC的零交叉點(diǎn)上，通過電容器和HCPL-4701光耦合器LED的電流要滿足方程式1。方程式2是弧度每秒與赫茲之間的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換公式，也解釋了vi（t）的來歷。方程式3和4是方程式1的簡式。因?yàn)橥ㄟ^LED的電壓接近于一個(gè)常量，該值在時(shí)間方面的變量趨近于0。

　　通過LED的電流峰值為電容器C的函數(shù)。C的取值需滿足以下條件：時(shí)間為起始時(shí)間（t=0），滿足所給的最小供給電壓值，并且強(qiáng)度需要超過光耦合器的觸發(fā)閾值。在HCPL-4701中，IF（ON）=40μA。

　　二極管D1不僅允許電容器放電，而且還可阻止LED上的反向電壓。HCPL-4701的最大反向輸入電壓為2.5V。

　　當(dāng)ic（t）《0（圖2）時(shí)，電阻器R1在每個(gè)vi（t）循環(huán)的后段釋放出電容器中儲(chǔ)存的能量。R1的最大值受到以下因素的限制：電容器、供應(yīng)電壓峰值（VAC-PEAK）以及通過與AC電壓零交叉點(diǎn)（圖2）相關(guān)的LED電流上升沿的可接受最大時(shí)延。R1的最小值取決于R1中可允許的最大功耗（［VAC-RMS］2/R1），可依據(jù)實(shí)際情況取折中值。

　　表1展示了通過LED電流上升沿的時(shí)延（tDELAY）以及R1取三種不同值時(shí)所對(duì)應(yīng)的功耗。需要注意的是，與VAC零交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)的VO上升沿的時(shí)延必須包含光耦合器的傳播時(shí)延。HCPL-4701的傳播時(shí)延為70μs。

　　基于上述信息，可以得到下列C與R1的實(shí)際取值：

　　VAC=230VRMS±20%（圖3）：C=0.5nF/400V（MKT-HQ370金屬化聚酯膜，MKT系列），R1=560kΩ/0.25W，tDELAY=114μs（與VAC零交叉點(diǎn)相關(guān)的VO上升沿時(shí)延），P≈100mW（AC線纜平均功率）。

　　VAC=115VRMS±20%（圖4）：C=1nF/200V，R1=220kΩ/0.25W，tDELAY=130μs（與VAC零交叉點(diǎn)相關(guān)的VO上升沿時(shí)延），P≈65mW（AC線纜平均功率）。