本文格式為Word版，下載可任意編輯——(電路設(shè)計(jì))過零檢測(cè)電路過壓保護(hù)撬棍電路

下面是我為大家整理的(電路設(shè)計(jì))過零檢測(cè)電路+過壓養(yǎng)護(hù)撬棍電路,供大家參考。

過零檢測(cè)電路是一個(gè)常見的應(yīng)用，其中運(yùn)算放大器用作對(duì)比器。它常被用來追蹤正弦波形的變化，譬如從正到負(fù)或從負(fù)到正的過零點(diǎn)電壓的處境。它同樣被可被用作方波生成器。過零檢測(cè)電路還有大量應(yīng)用，譬如標(biāo)志信號(hào)發(fā)生器，相位計(jì)和頻率計(jì)等。過零檢測(cè)電路可以用好多方法來設(shè)計(jì)，譬如使用晶體管，使用運(yùn)算放大器或是光耦I(lǐng)C等。該文中我們將使用運(yùn)算放大器來打造一個(gè)過零檢測(cè)電路，正如上面所說，此處的運(yùn)算放大器用作對(duì)比器。

過零檢測(cè)電路的夢(mèng)想波形如下

從上圖中可以看出當(dāng)正弦波形過零時(shí)，運(yùn)算放大器會(huì)從正轉(zhuǎn)負(fù)或是從負(fù)轉(zhuǎn)正。這就是過零檢測(cè)器如何檢測(cè)波形過零的。如你所見，輸出波形為一個(gè)方波，所以過零檢測(cè)器也被成為方波生成電路。

所需元器件

運(yùn)算放大器（LM741）

變壓器（230V到12V）

9V電源

電阻（10kx3）

面包板導(dǎo)線示波器電路圖

230V電源給到一個(gè)12-0-12V的變壓器，它的相位輸出連接到運(yùn)算放大器的二號(hào)引腳，零線與電池的接地端短接。電池的征集引腳與運(yùn)算放大器的第7號(hào)引腳相連（Vcc）。

過零檢測(cè)電路的原理

在過零檢測(cè)電路中，運(yùn)算放大器的非反向引腳與地相連，從而作為參考電壓，而一個(gè)正弦波輸入（Vin）那么輸入運(yùn)算放大器的

反向引腳，如電路圖說是。隨后輸入電壓與參考電壓作對(duì)比。此處可以使用大片面運(yùn)算放大器的IC，這里我們用的是LM741.現(xiàn)在，我們來考慮正弦波的正半軸。我們知道當(dāng)非反向引腳端的電壓要低于反向引腳時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出為低或處于反向飽和狀態(tài)。因此，我們會(huì)看到一個(gè)負(fù)電壓的波形。

再來看正弦波的負(fù)半軸，非反向引腳（參考電壓）的電壓大于反向引腳（輸入電壓），所以運(yùn)算放大器的輸出為高或正向飽和狀態(tài)。因此，我們會(huì)看到一個(gè)正電壓的波形，如下圖所示。

使用光耦的過零檢測(cè)電路

我們上面提到設(shè)計(jì)過零檢測(cè)電路有大量方式。以下電路中我們使用了光耦來實(shí)現(xiàn)同樣的過零檢測(cè)電路。通過查看輸出電壓你可以察覺每當(dāng)輸入交流波過零時(shí)，輸出波形為高。

以下是使用光耦的過零檢測(cè)電路輸出波形

任何電子設(shè)備的穩(wěn)當(dāng)性都取決于硬件養(yǎng)護(hù)電路的設(shè)計(jì)。終端用戶很可能會(huì)犯各式各樣的錯(cuò)誤，所以優(yōu)秀的硬件設(shè)計(jì)師需要負(fù)責(zé)硬件失誤的發(fā)生。大量養(yǎng)護(hù)電路都有著各自的公用。最常見的養(yǎng)護(hù)電路有過壓養(yǎng)護(hù)電路，反接養(yǎng)護(hù)電路，電流浪涌養(yǎng)護(hù)電路和噪聲養(yǎng)護(hù)電路等。在本文中，我們來議論的是撬棍電路，這是一種電子設(shè)備中常用的過壓養(yǎng)護(hù)電路。

所需元器件

保險(xiǎn)絲齊納二極管晶閘管電容電阻肖特基二極管撬棍電路原理圖

完整的撬棍電路如下圖所示。

藍(lán)色探針片面為輸入電壓，電路的目的是在供電電壓超過9.1V時(shí)切斷電源。其中每一片面的作用我們?cè)谙路降脑碇兄v。

撬棍電路的工作原理

撬棍電路會(huì)監(jiān)控輸入電壓，當(dāng)其超過限定值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生短路電流使保險(xiǎn)絲熔斷。一旦保險(xiǎn)絲熔斷那么電源與負(fù)載斷開，從而預(yù)防高電壓的傷害。

電路會(huì)在電源線上產(chǎn)生短路，就像是撬棍掉在了電源線之間一樣，所以叫做撬棍電路。

而何種電壓下產(chǎn)生短路那么取決于齊納電壓。電路由一個(gè)晶閘管構(gòu)成，晶閘管會(huì)直接連在輸入電壓和地之間，但晶閘管由于門極接地所以默認(rèn)為關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)輸入電壓超過齊納電壓后，齊納二極管導(dǎo)通，因此電壓加到晶閘管門極，使得輸入電壓與地之間產(chǎn)生短路。短路會(huì)從電源中產(chǎn)生浩瀚的電流，從而熔斷保險(xiǎn)絲，使得負(fù)載與電源斷開。

以上圖片表示了過壓養(yǎng)護(hù)的過程。電壓增加到9.75V后，保險(xiǎn)絲熔斷。其中每一個(gè)元器件的功能如下：

保險(xiǎn)絲：保險(xiǎn)絲的額定熔斷電流應(yīng)低于晶閘管的最大額定電流，但要大于負(fù)載所消耗的電流。我們要確保故障發(fā)生時(shí)有足夠的電流來熔斷保險(xiǎn)絲。

0.uF電容：這是一個(gè)濾波電容；它會(huì)濾除尖峰或其它噪音，防止它們影響電路誤觸發(fā)。

9.1V齊納二極管：該二極管抉擇了過壓的電壓值，我們此處使用的是9.1V。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的需求選取該二極管的參數(shù)。

1k電阻：這是一個(gè)下拉電阻，為了確保晶閘管的門極接地，并能在齊納二極管導(dǎo)通之前處于關(guān)斷狀態(tài)。

47nF電容：每個(gè)晶閘管這樣的電源開關(guān)都需要緩沖電路，從而抑制開關(guān)時(shí)的電壓尖峰并預(yù)防晶閘管的誤觸發(fā)。電容容值需要?jiǎng)偤媚軌驗(yàn)V除噪聲，由于高容值會(huì)提高施加門極脈沖后晶閘管導(dǎo)通的延遲。

肖特基二極管：該二極管并不是務(wù)必的，此處僅為養(yǎng)護(hù)用。它的存在是為了確保我們不會(huì)從負(fù)載端流出反向電流從而損壞養(yǎng)護(hù)電路。使用肖特基二極管而非普遍二極管的理由是由于壓降小。

撬棍電路的限制

盡管撬棍電路用途廣泛，但它還是有如下限制：

1.電路過壓值完全取決于齊納電壓值，而齊