Детектор перехода переменного напряжения через ноль

В данном проекте представлена схема устройства, определяющего момент перехода напряжения переменного тока через ноль. Дополнительно на выходе устройства формируется точное постоянное напряжение, пропорциональное величине выпрямленного переменного напряжения. Возможные применения для таких схем – контроллеры двигателей переменного тока, контроллеры ламп переменного тока, контроллеры диммеров переменного тока, бытовая техника. Схема выдает сигнал перехода через ноль переменного напряжения в диапазоне от 90 В до 264 В. Проект построен на микросхеме BM1Z102FJ, которая обеспечивает высокоточную синхронизацию с переходом через ноль целевого переменного напряжения, а также вывод высокоточного сигнала постоянного напряжения после выпрямления. В проекте также используется микросхема высоковольтного автономного AC/DC преобразователя BM2P129TF.

Определение перехода переменного напряжения через ноль

Микросхема BM1Z102FJ, контролируя напряжение между выводами VH_AC1 и VH_AC2, формирует на выводе ACOUT сигнал при переходе переменного напряжения через ноль. Выводы VH_AC1 и VH_AC2 представляют собой входы встроенной схемы контроля, выдерживающей напряжение 600 В и обеспечивающей высокую надежность и низкое потребление. Выход ACOUT выполнен в виде n-канального полевого транзистора с открытым стоком, что позволяет поддерживать различные приложения. Выводы VH_AC1 и VH_AC2 должны быть подключены к нулевому и фазному проводам входа переменного напряжения, соответственно.

Замечание:
В схеме присутствуют потенциально опасные для жизни напряжения, поэтому при выполнении измерений с помощью осциллографа рекомендуется использовать изолированные щупы.

Настройка задержки выходного сигнала (вывод DSET) – резистор R7

• R7 не установлен – задержка 0 мкс,
• R7 = 330 кОм – задержка 200 мкс,
• R7 = 68 кОм – задержка –200 мкс,
• R7 = 0 Ом – задержка –480 мкс.

DCOUT (вывод 4)

• 110 В AC –> 1.1 В DC,
• 230 В AC –> 2.3 В DC.

Указания по технике безопасности

Эта плата работает с высоким сетевым напряжением опасным для жизни. С нею должен работать только квалифицированный персонал, знакомый со всеми правилами техники безопасности и эксплуатации. Плата содержит компоненты, в которых сохраняются значительные заряды даже после отключения от источника питания. Пожалуйста, после отключения платы от источника переменного напряжения разрядите конденсаторы и работайте с нею, только убедившись в отсутствии остаточных электрических зарядов.

Будьте осторожны. Не допускайте контакта токопроводящих предметов с платой. НЕ прикасайтесь к плате голыми руками и не подносите их к плате слишком близко. Кроме того, как упоминалось выше, соблюдайте крайнюю осторожность при использовании токопроводящих инструментов, таких как пинцеты и отвертки.

Рисунок 1.	Формы входных и выходных сигналов в зависимости от R7

Технические характеристики

• Напряжение питания от 90 В до 264 В AC.
• Встроенный автономный AC/DC преобразователь (вход 90 В - 264 В AC, выход 12 В DC при токе нагрузки 100 мА).
• Амплитуда выходного сигнала составляет примерно 1/100 от входного напряжения переменного тока: приблизительно 1.1 В при 110 В, 2.3 В при входном напряжении 230 В.
• Диапазон входных частот от 47 Гц до 63 Гц.
• Обеспечивает формирование сигнала 50 Гц точной прямоугольной формы при входном напряжении 230 В/50 Гц.
• Время задержки выходного импульса по умолчанию 0 мкс (можно настроить с помощью R7).
• Дополнительные выходы стабилизированных напряжений VCC - 12 В и 5 В с максимальным током нагрузки 100 мА.
• Размеры печатной платы 58.90 × 28.73 мм.

Принципиальная схема

Рисунок 2.	Схема детектора перехода через ноль.

Подключения

Рисунок 3.	Подключения.

Схема применения

Рисунок 4.	Типовая схема применения.

Формы сигналов

Рисунок 5.	График зависимости напряжения на выводе DCOUT от напряжения на VH_DC.

Рисунок 6.	Задержка сигнала перехода через ноль.

Рисунок 7.	Форма выходного сигнала.

Рисунок 8.	Последовательность запуска.

Фотографии

Рисунок 9.	Верхняя сторона платы.

Рисунок 10.	Нижняя сторона платы.

Загрузки

1. Файлы проекта

Материалы по теме

1. Datasheet ROHM BM2P129TF
2. Datasheet ROHM BM1Z102FJ