過零檢測電路在電子產(chǎn)品領域是極為常見的一種電路，其主要功能是用來測量關于 AC 電源零點、電源頻率和相關相角等參數(shù)。該電路主要應用于對 AC 電源類參數(shù)進行測量和控制的產(chǎn)品中，典型應用包括電源開關時序控制（例如馬達控制、照明、加熱器等控制）、電功率和功率因素調(diào)整、相線控制等產(chǎn)品，在家電領域的應用尤為廣泛。過零檢測的工作原理是，當電網(wǎng)電壓經(jīng)過正弦波的零點時，電路會產(chǎn)生一個脈沖信號并傳送給單片機的中斷口，隨后單片機進行相應的處理。
 
如上圖所示，交流電每經(jīng)過零點，過零檢測電路都會產(chǎn)生一個脈沖。下面為大家詳細介紹其具體的應用場合：

1. 馬達調(diào)功調(diào)速：在一些需要對馬達類器具進行調(diào)功調(diào)速的場合，單片機中斷口通過檢測過零信號，能夠識別電網(wǎng)電壓的過零點，進而通過調(diào)整可控硅導通角的大小來調(diào)整馬達的速度。例如常見的吊扇，雖然一般使用阻容方式來調(diào)整可控硅的導通角，但過零信號在這方面也有著重要的應用潛力。
2. 可控硅負載控制：在某些使用可控硅作為負載控制開關的場合，需要控制可控硅在交流電的過零點開通，這樣可以防止可控硅開通時電流尖峰過大，對于減少可控硅開通時的應力以及改善電磁兼容性（EMC）都有好處。
3. 電網(wǎng)頻率檢測：在某些需要檢測電網(wǎng)頻率的場合，可以利用單片機的內(nèi)振來計數(shù)單位時間內(nèi)中斷口檢測到的過零信號數(shù)量，以此來判斷電網(wǎng)頻率。因為 50HZ 和 60HZ 的電網(wǎng)，單位時間內(nèi) AC 電源過零點的數(shù)量是不同的。
4. 精確計時：在某些需要精確計時的場合，利用過零信號是一個不錯的方法。前提是要處理好硬件和軟件的濾波，如果處理得當，計時的精度會比單片機內(nèi)振的精度要高。在一些對成本要求較高的場合，還可以避免使用外部晶振，從而減少成本。例如，在判斷了電網(wǎng)頻率后，可使用過零信號計數(shù)的方式來計時，假設當前電網(wǎng)頻率為 50HZ，每當中斷口檢測計數(shù)到 50 個下降沿的過零信號，即為 1 秒，如此計數(shù)來實現(xiàn)計時。
5. 系統(tǒng)掉電保護：可通過過零信號檢測來實現(xiàn)系統(tǒng)掉電保護。如果中斷口在規(guī)定的時間內(nèi)未檢測到過零信號，單片機即判定為設備掉電，此時單片機需要立即將重要數(shù)據(jù)存入存儲器中。這要求單片機的 Vcc 供電電容要足夠大，以給單片機足夠的時間往存儲器中寫入保存數(shù)據(jù)。不過，系統(tǒng)掉電保護有多種方案，這只是其中一種，現(xiàn)在很多單片機都支持低電壓檢測 LVD 功能。

常見的過零檢測電路方案有隔離和非隔離兩種，下面為大家詳細介紹具體方案：

非隔離方案

• 方案 1：電壓鉗位
  
  在該方案中，R8 為限流電阻，D3 的作用是在交流電負半周時，防止 Q1 的發(fā)射結(jié)反向擊穿，將發(fā)射結(jié)反向電壓鉗位為 0.7V。
• 方案 2：電阻
  
  R2 和 R7 為限流電阻，R12 作為分壓電阻，在交流電負半周時，將 Q3 發(fā)射結(jié)反向電壓限制在安全值以下，起到保護 Q3 的作用。
• 方案 3：通過鉗位二極管產(chǎn)生過零脈沖信號
  
  通過鉗位二極管產(chǎn)生過零脈沖信號。
  
  該方案的過零信號被鉗位為最高峰值為 5.6V，最低峰值為 - 0.6V 的方波。

隔離方案

• 方案 4：光耦隔離方案
  
  在光耦隔離方案中，D7 的作用是保護光耦，防止光耦內(nèi)部發(fā)光管反向擊穿，R17 和 C3 組成濾波電路，使過零信號更加干凈。
• 方案 5：變壓器隔離方案
  
  變壓器隔離方案利用變壓器的特性實現(xiàn)了電路的隔離。