過零檢測電路在電子產(chǎn)品領(lǐng)域是極為常見的一種電路，其主要功能是用來測量關(guān)于 AC 電源零點(diǎn)、電源頻率和相關(guān)相角等參數(shù)。該電路主要應(yīng)用于對 AC 電源類參數(shù)進(jìn)行測量和控制的產(chǎn)品中，典型應(yīng)用包括電源開關(guān)時(shí)序控制（例如馬達(dá)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(lǐng)域的應(yīng)用尤為廣泛。過零檢測的工作原理是，當(dāng)電網(wǎng)電壓經(jīng)過正弦波的零點(diǎn)時(shí)，電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號并傳送給單片機(jī)的中斷口，隨后單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理。
 
如上圖所示，交流電每經(jīng)過零點(diǎn)，過零檢測電路都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。下面為大家詳細(xì)介紹其具體的應(yīng)用場合：

1. 馬達(dá)調(diào)功調(diào)速：在一些需要對馬達(dá)類器具進(jìn)行調(diào)功調(diào)速的場合，單片機(jī)中斷口通過檢測過零信號，能夠識別電網(wǎng)電壓的過零點(diǎn)，進(jìn)而通過調(diào)整可控硅導(dǎo)通角的大小來調(diào)整馬達(dá)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(dǎo)通角，但過零信號在這方面也有著重要的應(yīng)用潛力。
2. 可控硅負(fù)載控制：在某些使用可控硅作為負(fù)載控制開關(guān)的場合，需要控制可控硅在交流電的過零點(diǎn)開通，這樣可以防止可控硅開通時(shí)電流尖峰過大，對于減少可控硅開通時(shí)的應(yīng)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(jī)的內(nèi)振來計(jì)數(shù)單位時(shí)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?yàn)?50HZ 和 60HZ 的電網(wǎng)，單位時(shí)間內(nèi) AC 電源過零點(diǎn)的數(shù)量是不同的。
4. 精確計(jì)時(shí)：在某些需要精確計(jì)時(shí)的場合，利用過零信號是一個(gè)不錯(cuò)的方法。前提是要處理好硬件和軟件的濾波，如果處理得當(dāng)，計(jì)時(shí)的精度會(huì)比單片機(jī)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(jì)數(shù)的方式來計(jì)時(shí)，假設(shè)當(dāng)前電網(wǎng)頻率為 50HZ，每當(dāng)中斷口檢測計(jì)數(shù)到 50 個(gè)下降沿的過零信號，即為 1 秒，如此計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)。
5. 系統(tǒng)掉電保護(hù)：可通過過零信號檢測來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)掉電保護(hù)。如果中斷口在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未檢測到過零信號，單片機(jī)即判定為設(shè)備掉電，此時(shí)單片機(jī)需要立即將重要數(shù)據(jù)存入存儲器中。這要求單片機(jī)的 Vcc 供電電容要足夠大，以給單片機(jī)足夠的時(shí)間往存儲器中寫入保存數(shù)據(jù)。不過，系統(tǒng)掉電保護(hù)有多種方案，這只是其中一種，現(xiàn)在很多單片機(jī)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(xì)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(fù)半周時(shí)，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(fù)半周時(shí)，將 Q3 發(fā)射結(jié)反向電壓限制在安全值以下，起到保護(hù) 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(hù)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(shí)現(xiàn)了電路的隔離。