제로 크로싱 감지기 - 민감한 전자 장비를 효과적으로 보호

전력 제어 시스템은 높은 돌입 전류를 어떻게 견디나요? 힘든 작업인 것 같습니다. 그럼에도 불구하고 ZCD(제로 크로싱 감지기)가 유용한 곳입니다.

제로 크로싱 감지를 사용하면 신호 파형의 전환이 원활하게 발생합니다. 따라서 시간 간격이 필요한 시스템에서는 교차 감지기 회로가 중요합니다.

제로 크로싱 감지기가 어떻게 작동하는지 자세히 설명하겠습니다. 또한 교차 감지기 회로를 만드는 간단한 방법을 설명합니다. 따라서 통찰력을 얻으려면 계속 읽으십시오.

1. 영교차 검출기 원리

제로 크로싱 검출기는 전력 제어 시스템의 회로 네트워크에서 작동합니다. 비교기 출력 파형의 변환을 용이하게 합니다. AC 신호가 0 기준 전압에 도달할 때 발생합니다. 결과적으로 장치는 시간이 지연됩니다. 목표는 높은 입력 신호 전류로부터 회로를 보호하는 것입니다.

2. 기본 영교차 감지기 회로 설명

먼저, 다음은 제로 크로싱 검출기 회로의 그림입니다.

그림 1:영교차 검출기의 회로도 그림.

위의 직렬 회로 그림은 간단한 교차 감지기 회로를 보여줍니다. 조립 시 입력 신호를 연산 증폭기의 반전 단자에 연결합니다. 비반전 단자의 경우 입력 저항을 통해 접지하십시오.

장치는 입력 신호가 기준 전압과 다를 때 식별합니다. 기준 전압을 0으로 설정해야 합니다. 따라서 이것이 발생할 때마다 출력 신호 포화 레벨이 이동합니다.

그림 2:회로 기판

연산 증폭기의 비반전 단자에 입력 신호를 인가한다. 이 경우 전압 기준 레벨은 0입니다. 시스템은 연산 증폭기 입력의 사인파를 기준 전압과 비교합니다.

모든 경우에 사인파의 위상은 음에서 양으로 또는 그 반대로 이동합니다.

입력 신호의 가능한 각 시나리오를 고려해 보겠습니다.

예를 들어 입력에 양의 정현파 신호가 있는 경우를 가정합니다. 비교기는 입력 신호를 기준 전압 레벨과 비교합니다. 따라서 이 시나리오의 방정식은 다음과 같습니다.

V _출력 =V_참조 – V_{입력 신호}

따라서 0V 기준 전압이 있다고 가정하면 V_Reference 제로. 따라서 방정식은 다음과 같이 변경됩니다.

V _출력 =0<서브> – V_{입력 신호}

결과적으로 출력 파형 신호의 전압은 음의 포화 상태가 됩니다. 이 최종 방정식을 확인하십시오:

V _출력 =– V_{입력 신호}

따라서 양의 펄스는 음의 출력 파형을 생성합니다.

반면에 음의 정현파 신호가 있는 시나리오를 고려하십시오. 다시, 비교기는 입력 신호를 기준 전압 레벨과 비교할 것입니다.

따라서 방정식은 다시 V _출력이 됩니다. =V_참조 -V_{입력 신호.}

=V_참조를 대체할 때 0이 있는 방정식에서 다음을 얻습니다.

V _출력 =0<서브> – (V_{입력 신호} )

따라서 V _출력 =+ V_{입력 신호}

이 경우 출력 파형 신호는 양의 포화를 갖습니다.

따라서 제로 크로싱 검출기는 입력 신호를 반대 부호의 출력 파형으로 효율적으로 변환합니다. 입력 신호가 음이면 교차 회로가 이를 양으로 또는 그 반대로 변환합니다.

3.영교차 검출기 회로를 만드는 방법은 무엇입니까?

그림 3:사인파

영교차 검출기를 쉽게 설계할 수 있습니다. 또한 이 회로를 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

이 회로에 필요한 구성 요소는 다음과 같습니다.

6V 제너 다이오드

2개의 100K 저항기

IC 741 비교기

브리지 정류기에서 입력 AC를 연결했는지 확인해야 합니다. 또한 이 회로에서 IC(741)는 비교기로 동작한다. 12V의 공급 전압을 제공해야 합니다.

또한 비반전 핀을 1N4148 다이오드에 연결해야 합니다. 반면에 반전 핀을 선택한 입력 신호에 연결해야 합니다.

회로의 출력 파형은 입력 신호의 반대가 됩니다. 따라서 회로는 기존의 제로 크로싱 검출기의 원리를 따릅니다.

입력 핀에 양의 전류가 있으면 장치가 이를 감지합니다. 전압 기준이 0일 때 출력 파형의 변화가 발생합니다. 반대 전류를 연결하면 반대 현상이 발생합니다. 이 경우 출력은 양수입니다.

4. 영교차 검출기의 응용

제로 크로싱 검출기 회로의 적용 범위는 광범위합니다. 주파수 카운터와 같은 전자 장치에서 찾을 수 있습니다. 또한 전력 전자 회로에서도 찾을 수 있습니다.

그림 4:전자 부품의 3D 그림

다음은 교차 회로의 몇 가지 일반적인 응용 프로그램입니다.

위상계로서의 ZCD

두 개의 전압이 있는 경우 ZCD를 위상 측정기로 사용하여 위상 각도를 결정할 수 있습니다. ZCD는 먼저 포지티브 및 네거티브 사이클에서 순차적 펄스를 얻습니다. 그런 다음 첫 번째 사인파 전압 펄스의 시간 간격의 전압을 측정합니다. 다른 사인파의 전압 펄스에 대해 프로세스를 반복합니다.

따라서 시간 간격은 입력 신호 전압 사이의 위상차를 제공합니다. 위상 미터는 0도에서 360도 사이의 사인파에 사용할 수 있습니다.

시간 표시 생성기로 ZCD

그림 1의 제로 크로싱 검출기의 비교기 회로도를 생각해 보십시오. 입력 핀이 사인파인 경우 출력 신호는 구형파 발생기가 됩니다. 따라서 직렬 회로가 생성됩니다.

또한 시간 상수가 기간에 비해 상대적으로 작은 시나리오를 고려하십시오. 이러한 경우 저항의 전압은 양의 펄스가 될 수 있습니다. 또한 음의 펄스일 수 있습니다. 다이오드를 통해 클리퍼 회로에 전압을 가합니다. 양의 펄스로만 부하 전압을 생성합니다. 따라서 제로 크로싱 검출기의 사인파가 양의 펄스로 변환됩니다. 이 결과의 전제 조건은 네트워크 회로와 클리퍼 회로입니다.

IC 311 및 트랜지스터를 사용하는 제로 크로싱 감지기

그림 5:웨이브 그래픽

연산 증폭기 비교기 회로 설계에 제로 크로싱 검출기를 사용할 수도 있습니다. 그림 1에서 이 직접 응용 프로그램을 설명했습니다. 이러한 방식으로 사용하면 구형파 변환기가 됩니다.

또한 이 회로에서는 반전 또는 비반전 비교기를 제로 크로싱 검출기로 사용할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 기준 전압을 0으로 설정해야 합니다.

이 회로의 작동 원리는 다른 제로 크로싱 검출기 애플리케이션과 유사합니다.

따라서 양의 입력 전압이 0과 교차할 때 출력 파형은 음의 포화 상태가 됩니다. 반면에 입력 전압이 음수이면 출력 파형은 양의 포화 상태가 됩니다.

따라서 파형 입력의 음의 사이클은 양의 파형을 생성합니다. 유사하게, 웨이브 입력의 양의 사이클은 음의 파형을 생성합니다.

옵토커플러를 사용한 영교차 검출기

영교차 검출기를 사용하는 또 다른 방법은 광커플러의 설계 과정에 있습니다. 다음은 아날로그 디자인 옵토커플러의 그림입니다.

그림 6:광커플러 그림

회로의 출력파형을 보면 입력에 따라 변화한다. 예를 들어, 입력 신호가 0에 도달하면 출력 파형이 상승합니다. 위의 예와 같이 입력 신호가 이 지점에 올 때마다 발생합니다.

결론

간단히 말해서, 제로 크로싱 감지기는 전력 제어 시스템에 필수적입니다. 그것들이 없으면 AC 사이클 회로를 작동하는 것이 가능합니다.

다른 유형의 회로에 대한 다른 통찰력이 있습니다. 회로에 대한 자세한 내용은 당사 사이트를 확인하십시오. 또한 질문이 있는 경우 주저하지 말고 저희에게 연락하십시오.