零交叉检测电路的制作方法
专利名称：零交叉检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测输入交流电压与预定电压(0V)交叉的定时的零交叉检测电路，特别是，涉及连接在从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全部整流滤波电路，和连接在把来自该全波整流滤波电路的输出进行隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器上的零交叉检测电路。
在
图10中，线Line1、Line2是经过未图示的滤波电路等连接到商用AC电源的线。D11、D12、D13、D14是构成全波整流电路的二极管，C11是构成全波整流电路的滤波用电容器。
在图10中，Q21、Q22，C21～C32，D31，IC31，R21～R35，PC21的器件构成自激式开关调压器，该自激式开关调压器用变压器T21隔离，生成+24V的恒定电压。
参考标号Q41，C41，C42，D41，R41，R43，R44，R45，PC41的器件构成零交叉检测电路。在零交叉检测电路中，全波整流滤波电路的低压侧输出端连接到NPN型的晶体管Q41的发射极，在晶体管Q41的基极与发射极之间连接电阻R43。在该电阻R43上并联连接电容器C41，在该电容器C41与线Line1之间连接电阻R41。
在零交叉检测电路中，电阻R41、R43与二极管D13一起构成半波整流电路，其输出施加在晶体管Q41的基射之间。这里，线Line1的电位比线Line2的电位高时，在电阻R41中流过电流，线Line2的电位低时在电阻R41中不流过电流。这时，通过把电阻R41以及电阻R43的各个电阻值取为适当的值，能够使晶体管Q41的集电极电位的变化几乎与线Line1与线Line2的电位的大小关系一致。从而，晶体管Q41的集电极电位的Hi/Low沿认为是零交叉定时，这种情况下，经过光电耦合器PC41作为零交叉信号ZEROX，传输到变压器T21的二次侧。另外，电容器C41是去噪用的电容器，并不构成零交叉检测电路的实质部分。
图11表示零交叉检测电路的各部分中的信号波形。另外，线Line1对于接地点GND的电位，线Line2对于接地点GND的电位，以及线Line1与线Line2的电位差由于与图2A-图2C所示的相同，因此省略图示。
在图11中，横轴全部是时间，图11A是流过电阻R41的电流，图11B是图11A的纵轴放大波形，图11C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。另外，在变压器T21的二次侧记述的电压+3.3V是从开关调压器的输出+24V降压生成的电压。
而在图12中表示其它的以往的零交叉检测电路。在图10与图12分别表示的电路图中，它们的区别在于在图12中添加了电容器C12、C13。即，在全波整流滤波电路的高压侧输出端连接电容器C12的同时，在低压侧输出端连接电容器C13，电容器C12、C13的连接点接地。
一般，作为端子噪声对策，在商用AC电源的线与接地点GND之间设置数1000pF左右的电容器(通常称为「Y电容器」)，电容器C12、C13是该Y电容器。Y电容器有时连接到全波整流电路的输入端，但是连接到全波整流电路的输出端的情况下作为端子噪声对策更有效，因此经常采用本结构。
在图12所示的电路结构中，在Y电容器(电容器C12、C13)的容量小时或者商用AC电源的波形正常时不发生问题，但是在Y电容器的容量大时或者商用AC电源的波形不正常时将具有以下的问题。
图13表示在图12所示的电路中，Y电容器的容量比较小时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。另外，线Line1对于接地点GND的电位，线Line2对于接地点GND的电位，以及线Line1与线Line2的电位差由于与图2A-图2C所示的相同，因此省略图示。
图13A是在电阻R41中流过的电流，图13B是图13A的纵轴放大波形，图13C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
从图13可知，即使设置Y电容器，但在其容量比较小的情况下，也能够正常地得到零交叉信号ZEROX。
另一方面，图14表示在图12所示的电路中，Y电容器容量比较大时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。另外，线Line1对于接地点GND的电位，线Line2对于接地点GND的电位，以及线Line1与线Line2的电位差由于与图2A-图2C所示的相同，因此省略图示。
图14A是电阻R41中流过的电流，图14B是图14A的纵轴放大波形，图14C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
从图14可知，如果加大Y电容器的容量，则(F)的零交叉信号ZEROX不能够正常地捕捉到零交叉点。
即，确认了在图14B中，流过R41的电流从15msec附近上升为正弦波形。这是不能够正常地捕捉到零交叉点的原因。
该电流是在C12以及C13的Y电容器中向GND流过的电流。
全波整流滤波电路的低压侧输出的对GND间的电位成为Line1和Line2中较低一方的电位。这是半波整流波形。另外，全波整流滤波电路的高压侧输出的对GND间的电位成为在低压侧输出电位上叠加了存储在C11中的DC电位，如果除去DC部分则与半波整流波形相同。从而，流过C12以及C13的Y电容器的电流成为把该半波整流波形的电压微分了值。
该电流在D11～D14的整流二极管导通期间流过这些整流二极管，而在非导通期间流过R41。这些整流二极管由于该全波整流滤波电路是电容器输入，因此导通角非常小，绝大部分期间不导通。
从而，在电阻R41中在图14B的15msec附近至20msec期间流过图示那样的电流。
图15A-图15C表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(叠加了三次高次谐波时(图4A-图4C))的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图4A是线Line1对于接地点GND的电位，图4B是线Line2对于接地点GND的电位，图4C是线Line1与线Line2的电位差，图15A是电阻R41中流过的电流，图15B是图15A的纵轴放大波形，图15C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
图16A-图16C表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(相位差不是180度而是60度时(图6A-图6C))的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图6A是线Line1对于接地点GND的电位，图6B是线Line2对于接地点GND的电位，图6C是线Line1与线Line2的电位差，图16A是电阻R41中流过的电流，图16B是图16A的纵轴放大波形、图16C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。从图15～图16可知，在商用AC电源的波形不正常时也不能够得到正常的零交叉信号。
这些现象的原因也是在C12以及C13的Y电容器中存在向GND流动的电流。
在商用AC电源上叠加了高次谐波时，全波整流滤波电路输出的对GND间的电位也加入高次谐波成分。由于该畸变，在图15B的15msec～20msec之间在R41上流过可观察到的电流。
另外，在商用AC电源的Line1与Line2的相位偏离180度时，由于Line1与Line2的电位差的相位偏离全波整流滤波电路输出的对GND间的电位的相位，在图16B的15msec～23msec附近，在R41中流过可观察到的电流。另外，在18msec附近，在R41中流过的电流成为0是由于D11与D14的整流二极管导通，该期间的Y电容器的电流经过D14供给的缘故。
为了达到上述目的，本发明提供一种连接到电源装置上的零交叉检测电路，所述电源装置具有经过第1以及第2线从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全波整流滤波电路；一端分别连接在上述全波整流滤波电路高压侧输出端和低压侧输出端，另一端分别接地的2个电容器；把来自该全波整流滤波电路的输出隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器，所述零交叉检测电路的特征在于包括发射极连接到上述全波整流滤波电路的低压侧输出端，从集电极输出零交叉检测信号的晶体管；连接上述晶体管的基极与发射极之间的第1电阻；连接在上述第1线与上述晶体管的基极之间的第2电阻；连接在上述第2线与上述晶体管的发射极之间的第3电阻。
理想的是，上述第3电阻具有与上述第2电阻几乎相同的电阻值。
如果依据本发明，则即使在全波整流滤波后设置端子噪声对策用的Y电容器(上述的2个电容器)也能够正常地工作，而且即使在商用交流电源显示出异常的波形，也能够稳定地得到零交叉信号。
另外，理想的是，进而在上述晶体管的基极与发射极之间，具有把阳极连接到该发射极一侧的二极管。
另外，理想的是，在上述第1线与第2电阻之间还具有把阳极连接到该第1线一侧的第1二极管。另外，这种情况下，还可以交换上述第2电阻与上述第1二极管的配置。
由此，即使在商用交流电源上叠加了噪声，也能够防止在上述晶体管的基射之间施加反偏置。
图2表示正常的商用AC电源的信号波形。
图3表示在图1所示的零交叉检测电路中，Y电容器的容量大时的各部分的信号波形。
图4表示在商用AC电源上叠加了三次高次谐波时的信号波形。
图5表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源上叠加了三次高次谐波时的各部分的信号波形。
图6表示在商用AC电源上具有60度相位差时的信号波形。
图7表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源上具有60度相位差时的各部分的信号波形。
图8是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第2实施形式的结构的电路图。
图9是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第3实施形式的结构的电路图。
图10是表示在使用商用AC电源的电源电路中的以往的零交叉检测电路，以及附带整流滤波电路和开关调压器的电路图。
图11表示零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图12是表示以往的其它零交叉检测电路的电路图。
图13表示在图12所示的电路中，Y电容器的容量比较小时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图14表示在图12所示的电路中，Y电容器的容量比较大时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图15表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(叠加了三次高次谐波时)的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图16表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(相位差是60度时)的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
第1实施形式图1是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第1实施形式的结构的电路图。
图1所示的电路结构，在与图12所示的电路结构实质上相同的部分上标注相同的参考标号。
图1中，电源电路与图12所示的电路结构相同，由零交叉检测电路，整流滤波电路以及开关调压器构成。Q21、Q22，C21～C32，D31，IC31，R21～R35，PC21的器件构成自激式开关调压器，参考标号Q41，C41、C42，D11，R41～R45，PC41的器件构成零交叉检测电路。该开关调压器具备变压器T21，把来自全波整流滤波电路的直流输出隔离降压后输出所希望的直流电压。另外，作为开关调压器使用自激式回扫变流器，而零交叉电路不依赖于开关调压器的方式如何，成为相同的电路结构。
本发明的零交叉检测电路与图12所示的电路结构的不同之点在于在线Line2与全波整流滤波电路的输出侧的低电压端侧(晶体管Q41的发射极端子)之间设置着电阻R42。
通过这样设置电阻R42，在线Line2的电位比线Line1的电位高时，在电阻R42中流过电流，从而，流过Y电容器(电容器C12、13)的电流也流过电阻R42，其结果，伴随着Y电容器的设置产生的有害电流不流过电阻R41。由此，在Y电容器的容量大时或者商用AC电源的波形不正常时，也能够稳定地得到零交叉信号。
即，把电阻R42插入到从线Line2向零交叉检测电路进行输入的电路部分中。由此，伴随着Y电容器的设置产生的有害电流沿着零交叉检测电路旁路流过，在零交叉检测电路中能够稳定地得到零交叉信号。
另外，电阻R41与42的电阻值最好是相同的值。
这是基于以下的两个理由。
1.从Line1、Line2观看的对于对GND的阻抗最好相等。在冲击脉冲形的同相噪声叠加到Line1、Line2时，能够去除掉由于该阻抗的不一致引起的向正常模式噪声的变化，减少Line1、Line2的对于冲击脉冲形同相模式噪声的抗噪性降低的危险。
2.能够去除掉由于从全波整流滤波电路输出观看的Line1、Line2的阻抗不一致引起的噪声发射增大的可能性。
参照图2～图7所示的实际例子说明在这样的零交叉检测电路中的稳定的零交叉信号的生成。
图3A-图3C表示在图1所示的零交叉检测电路中，Y电容器的容量大时(图2A-图2C)的各部分的信号波形。
在图3A-图3C中，横轴全部是时间，图3A是电阻R41中流过的电流，图3B是图3A的纵轴放大波形，图3C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
图5A-图5C表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源上叠加了三次高次谐波时(图4A-图4C)的各部分的信号波形。
图7A-图7C表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源中具有60度相位差时(图6A-图6C)的各部分的信号波形。
在图3，图5以及图7的每一个中，在B所示的电阻R41上流过的电流中没有发现异常的电流波形，C所示的零交叉信号ZEROX成为正常的零交叉信号。
第2实施形式图8是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第2实施形式的结构的电路图。另外，第2实施形式由于与第1实施形式的基本结构相同，因此在第2实施形式的说明中，仅说明与第1实施形式的不同部分。
在第2实施形式中，如图8所示，在晶体管Q41的基射之间插入二极管D42，并且使其阳极为晶体管Q41的发射的一侧。
由此，即使在商用AC电源上叠加噪声，也能够防止在晶体管Q41的基射之间施加反偏置。
第3实施形式图9是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第3实施形式的结构的电路图。
在第3实施形式中，如图9所示，插入与电阻R41串联的二极管D43，并使得其阳极一侧成为线Line1一侧。
由此，与第2实施形式相同，即使在商用AC电源上叠加噪声，也能够防止在晶体管Q41的基射之间施加反偏置。
另外，在图9所示的电路中还可以在线Line2与电阻R42之间，插入与二极管D43相同的二极管并且使其阳极成为线Line2一侧，从而把电阻R41与电阻R42做成对称的电路。
权利要求
1.一种连接到电源装置上的零交叉检测电路，所述电源装置具有经过第1以及第2线从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全波整流滤波电路；一端分别连接在上述全波整流滤波电路高压侧输出端和低压侧输出端，另一端分别接地的2个电容器；把来自该全波整流滤波电路的输出隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器，所述零交叉检测电路的特征在于包括发射极连接到上述全波整流滤波电路的低压侧输出端，从集电极输出零交叉检测信号的晶体管；连接上述晶体管的基极与发射极之间的第1电阻；连接在上述第1线与上述晶体管的基极之间的第2电阻；连接在上述第2线与上述晶体管的发射极之间的第3电阻。
2.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于上述第3电阻具有与上述第2电阻几乎相同的电阻值。
3.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于在上述晶体管的基极与发射极之间，还具有阳极连接在该发射极一侧的二极管。
4.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于在上述第1线与上述第2电阻之间还具有阳极连接在该第1线一侧的第1二极管。
5.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于在上述第2线与上述第3电阻之间，还具有阳极连接在该第2线一侧的第2二极管。
6.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于上述晶体管是NPN型晶体管。
全文摘要
在具有经过第1以及第2线从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全波整流滤波电路；把来自该全波整流滤波电路的输出隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器的电源装置中使用的零交叉检测电路，具有发射极连接在全波整流滤波电路的低压侧输出端，从集电极输出零交叉检测信号的晶体管；连接在该晶体管的基极与发射极之间的第1电阻；连接在电源线的一方与晶体管的基极之间的第2电阻；连接在电源线的另一方与晶体管的发射极之间的第3电阻。由此，即使在全波整流滤波后设置端子噪声对策用的电容器也能够正常地工作，而且即使商用AC电源显示出异常的波形也能够得到稳定的零交叉信号。
文档编号G01R19/175GK1430064SQ02159558
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月25日 优先权日2001年12月28日
发明者中田康裕, 伊藤纪之 申请人:佳能株式会社
技术领域：
本发明涉及检测输入交流电压与预定电压(0V)交叉的定时的零交叉检测电路，特别是，涉及连接在从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全部整流滤波电路，和连接在把来自该全波整流滤波电路的输出进行隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器上的零交叉检测电路。
在
图10中，线Line1、Line2是经过未图示的滤波电路等连接到商用AC电源的线。D11、D12、D13、D14是构成全波整流电路的二极管，C11是构成全波整流电路的滤波用电容器。
在图10中，Q21、Q22，C21～C32，D31，IC31，R21～R35，PC21的器件构成自激式开关调压器，该自激式开关调压器用变压器T21隔离，生成+24V的恒定电压。
参考标号Q41，C41，C42，D41，R41，R43，R44，R45，PC41的器件构成零交叉检测电路。在零交叉检测电路中，全波整流滤波电路的低压侧输出端连接到NPN型的晶体管Q41的发射极，在晶体管Q41的基极与发射极之间连接电阻R43。在该电阻R43上并联连接电容器C41，在该电容器C41与线Line1之间连接电阻R41。
在零交叉检测电路中，电阻R41、R43与二极管D13一起构成半波整流电路，其输出施加在晶体管Q41的基射之间。这里，线Line1的电位比线Line2的电位高时，在电阻R41中流过电流，线Line2的电位低时在电阻R41中不流过电流。这时，通过把电阻R41以及电阻R43的各个电阻值取为适当的值，能够使晶体管Q41的集电极电位的变化几乎与线Line1与线Line2的电位的大小关系一致。从而，晶体管Q41的集电极电位的Hi/Low沿认为是零交叉定时，这种情况下，经过光电耦合器PC41作为零交叉信号ZEROX，传输到变压器T21的二次侧。另外，电容器C41是去噪用的电容器，并不构成零交叉检测电路的实质部分。
图11表示零交叉检测电路的各部分中的信号波形。另外，线Line1对于接地点GND的电位，线Line2对于接地点GND的电位，以及线Line1与线Line2的电位差由于与图2A-图2C所示的相同，因此省略图示。
在图11中，横轴全部是时间，图11A是流过电阻R41的电流，图11B是图11A的纵轴放大波形，图11C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。另外，在变压器T21的二次侧记述的电压+3.3V是从开关调压器的输出+24V降压生成的电压。
而在图12中表示其它的以往的零交叉检测电路。在图10与图12分别表示的电路图中，它们的区别在于在图12中添加了电容器C12、C13。即，在全波整流滤波电路的高压侧输出端连接电容器C12的同时，在低压侧输出端连接电容器C13，电容器C12、C13的连接点接地。
一般，作为端子噪声对策，在商用AC电源的线与接地点GND之间设置数1000pF左右的电容器(通常称为「Y电容器」)，电容器C12、C13是该Y电容器。Y电容器有时连接到全波整流电路的输入端，但是连接到全波整流电路的输出端的情况下作为端子噪声对策更有效，因此经常采用本结构。
在图12所示的电路结构中，在Y电容器(电容器C12、C13)的容量小时或者商用AC电源的波形正常时不发生问题，但是在Y电容器的容量大时或者商用AC电源的波形不正常时将具有以下的问题。
图13表示在图12所示的电路中，Y电容器的容量比较小时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。另外，线Line1对于接地点GND的电位，线Line2对于接地点GND的电位，以及线Line1与线Line2的电位差由于与图2A-图2C所示的相同，因此省略图示。
图13A是在电阻R41中流过的电流，图13B是图13A的纵轴放大波形，图13C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
从图13可知，即使设置Y电容器，但在其容量比较小的情况下，也能够正常地得到零交叉信号ZEROX。
另一方面，图14表示在图12所示的电路中，Y电容器容量比较大时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。另外，线Line1对于接地点GND的电位，线Line2对于接地点GND的电位，以及线Line1与线Line2的电位差由于与图2A-图2C所示的相同，因此省略图示。
图14A是电阻R41中流过的电流，图14B是图14A的纵轴放大波形，图14C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
从图14可知，如果加大Y电容器的容量，则(F)的零交叉信号ZEROX不能够正常地捕捉到零交叉点。
即，确认了在图14B中，流过R41的电流从15msec附近上升为正弦波形。这是不能够正常地捕捉到零交叉点的原因。
该电流是在C12以及C13的Y电容器中向GND流过的电流。
全波整流滤波电路的低压侧输出的对GND间的电位成为Line1和Line2中较低一方的电位。这是半波整流波形。另外，全波整流滤波电路的高压侧输出的对GND间的电位成为在低压侧输出电位上叠加了存储在C11中的DC电位，如果除去DC部分则与半波整流波形相同。从而，流过C12以及C13的Y电容器的电流成为把该半波整流波形的电压微分了值。
该电流在D11～D14的整流二极管导通期间流过这些整流二极管，而在非导通期间流过R41。这些整流二极管由于该全波整流滤波电路是电容器输入，因此导通角非常小，绝大部分期间不导通。
从而，在电阻R41中在图14B的15msec附近至20msec期间流过图示那样的电流。
图15A-图15C表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(叠加了三次高次谐波时(图4A-图4C))的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图4A是线Line1对于接地点GND的电位，图4B是线Line2对于接地点GND的电位，图4C是线Line1与线Line2的电位差，图15A是电阻R41中流过的电流，图15B是图15A的纵轴放大波形，图15C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
图16A-图16C表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(相位差不是180度而是60度时(图6A-图6C))的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图6A是线Line1对于接地点GND的电位，图6B是线Line2对于接地点GND的电位，图6C是线Line1与线Line2的电位差，图16A是电阻R41中流过的电流，图16B是图16A的纵轴放大波形、图16C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。从图15～图16可知，在商用AC电源的波形不正常时也不能够得到正常的零交叉信号。
这些现象的原因也是在C12以及C13的Y电容器中存在向GND流动的电流。
在商用AC电源上叠加了高次谐波时，全波整流滤波电路输出的对GND间的电位也加入高次谐波成分。由于该畸变，在图15B的15msec～20msec之间在R41上流过可观察到的电流。
另外，在商用AC电源的Line1与Line2的相位偏离180度时，由于Line1与Line2的电位差的相位偏离全波整流滤波电路输出的对GND间的电位的相位，在图16B的15msec～23msec附近，在R41中流过可观察到的电流。另外，在18msec附近，在R41中流过的电流成为0是由于D11与D14的整流二极管导通，该期间的Y电容器的电流经过D14供给的缘故。
为了达到上述目的，本发明提供一种连接到电源装置上的零交叉检测电路，所述电源装置具有经过第1以及第2线从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全波整流滤波电路；一端分别连接在上述全波整流滤波电路高压侧输出端和低压侧输出端，另一端分别接地的2个电容器；把来自该全波整流滤波电路的输出隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器，所述零交叉检测电路的特征在于包括发射极连接到上述全波整流滤波电路的低压侧输出端，从集电极输出零交叉检测信号的晶体管；连接上述晶体管的基极与发射极之间的第1电阻；连接在上述第1线与上述晶体管的基极之间的第2电阻；连接在上述第2线与上述晶体管的发射极之间的第3电阻。
理想的是，上述第3电阻具有与上述第2电阻几乎相同的电阻值。
如果依据本发明，则即使在全波整流滤波后设置端子噪声对策用的Y电容器(上述的2个电容器)也能够正常地工作，而且即使在商用交流电源显示出异常的波形，也能够稳定地得到零交叉信号。
另外，理想的是，进而在上述晶体管的基极与发射极之间，具有把阳极连接到该发射极一侧的二极管。
另外，理想的是，在上述第1线与第2电阻之间还具有把阳极连接到该第1线一侧的第1二极管。另外，这种情况下，还可以交换上述第2电阻与上述第1二极管的配置。
由此，即使在商用交流电源上叠加了噪声，也能够防止在上述晶体管的基射之间施加反偏置。
图2表示正常的商用AC电源的信号波形。
图3表示在图1所示的零交叉检测电路中，Y电容器的容量大时的各部分的信号波形。
图4表示在商用AC电源上叠加了三次高次谐波时的信号波形。
图5表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源上叠加了三次高次谐波时的各部分的信号波形。
图6表示在商用AC电源上具有60度相位差时的信号波形。
图7表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源上具有60度相位差时的各部分的信号波形。
图8是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第2实施形式的结构的电路图。
图9是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第3实施形式的结构的电路图。
图10是表示在使用商用AC电源的电源电路中的以往的零交叉检测电路，以及附带整流滤波电路和开关调压器的电路图。
图11表示零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图12是表示以往的其它零交叉检测电路的电路图。
图13表示在图12所示的电路中，Y电容器的容量比较小时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图14表示在图12所示的电路中，Y电容器的容量比较大时的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图15表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(叠加了三次高次谐波时)的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
图16表示在图12所示的电路中，商用AC电源的波形不正常时(相位差是60度时)的零交叉检测电路的各部分中的信号波形。
第1实施形式图1是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第1实施形式的结构的电路图。
图1所示的电路结构，在与图12所示的电路结构实质上相同的部分上标注相同的参考标号。
图1中，电源电路与图12所示的电路结构相同，由零交叉检测电路，整流滤波电路以及开关调压器构成。Q21、Q22，C21～C32，D31，IC31，R21～R35，PC21的器件构成自激式开关调压器，参考标号Q41，C41、C42，D11，R41～R45，PC41的器件构成零交叉检测电路。该开关调压器具备变压器T21，把来自全波整流滤波电路的直流输出隔离降压后输出所希望的直流电压。另外，作为开关调压器使用自激式回扫变流器，而零交叉电路不依赖于开关调压器的方式如何，成为相同的电路结构。
本发明的零交叉检测电路与图12所示的电路结构的不同之点在于在线Line2与全波整流滤波电路的输出侧的低电压端侧(晶体管Q41的发射极端子)之间设置着电阻R42。
通过这样设置电阻R42，在线Line2的电位比线Line1的电位高时，在电阻R42中流过电流，从而，流过Y电容器(电容器C12、13)的电流也流过电阻R42，其结果，伴随着Y电容器的设置产生的有害电流不流过电阻R41。由此，在Y电容器的容量大时或者商用AC电源的波形不正常时，也能够稳定地得到零交叉信号。
即，把电阻R42插入到从线Line2向零交叉检测电路进行输入的电路部分中。由此，伴随着Y电容器的设置产生的有害电流沿着零交叉检测电路旁路流过，在零交叉检测电路中能够稳定地得到零交叉信号。
另外，电阻R41与42的电阻值最好是相同的值。
这是基于以下的两个理由。
1.从Line1、Line2观看的对于对GND的阻抗最好相等。在冲击脉冲形的同相噪声叠加到Line1、Line2时，能够去除掉由于该阻抗的不一致引起的向正常模式噪声的变化，减少Line1、Line2的对于冲击脉冲形同相模式噪声的抗噪性降低的危险。
2.能够去除掉由于从全波整流滤波电路输出观看的Line1、Line2的阻抗不一致引起的噪声发射增大的可能性。
参照图2～图7所示的实际例子说明在这样的零交叉检测电路中的稳定的零交叉信号的生成。
图3A-图3C表示在图1所示的零交叉检测电路中，Y电容器的容量大时(图2A-图2C)的各部分的信号波形。
在图3A-图3C中，横轴全部是时间，图3A是电阻R41中流过的电流，图3B是图3A的纵轴放大波形，图3C是光电耦合器PC41的二次侧的光电晶体管的集电极电位，是零交叉信号ZEROX。
图5A-图5C表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源上叠加了三次高次谐波时(图4A-图4C)的各部分的信号波形。
图7A-图7C表示在图1所示的零交叉检测电路中，在商用AC电源中具有60度相位差时(图6A-图6C)的各部分的信号波形。
在图3，图5以及图7的每一个中，在B所示的电阻R41上流过的电流中没有发现异常的电流波形，C所示的零交叉信号ZEROX成为正常的零交叉信号。
第2实施形式图8是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第2实施形式的结构的电路图。另外，第2实施形式由于与第1实施形式的基本结构相同，因此在第2实施形式的说明中，仅说明与第1实施形式的不同部分。
在第2实施形式中，如图8所示，在晶体管Q41的基射之间插入二极管D42，并且使其阳极为晶体管Q41的发射的一侧。
由此，即使在商用AC电源上叠加噪声，也能够防止在晶体管Q41的基射之间施加反偏置。
第3实施形式图9是表示包括本发明的零交叉检测电路的电源装置的第3实施形式的结构的电路图。
在第3实施形式中，如图9所示，插入与电阻R41串联的二极管D43，并使得其阳极一侧成为线Line1一侧。
由此，与第2实施形式相同，即使在商用AC电源上叠加噪声，也能够防止在晶体管Q41的基射之间施加反偏置。
另外，在图9所示的电路中还可以在线Line2与电阻R42之间，插入与二极管D43相同的二极管并且使其阳极成为线Line2一侧，从而把电阻R41与电阻R42做成对称的电路。
权利要求
1.一种连接到电源装置上的零交叉检测电路，所述电源装置具有经过第1以及第2线从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全波整流滤波电路；一端分别连接在上述全波整流滤波电路高压侧输出端和低压侧输出端，另一端分别接地的2个电容器；把来自该全波整流滤波电路的输出隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器，所述零交叉检测电路的特征在于包括发射极连接到上述全波整流滤波电路的低压侧输出端，从集电极输出零交叉检测信号的晶体管；连接上述晶体管的基极与发射极之间的第1电阻；连接在上述第1线与上述晶体管的基极之间的第2电阻；连接在上述第2线与上述晶体管的发射极之间的第3电阻。
2.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于上述第3电阻具有与上述第2电阻几乎相同的电阻值。
3.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于在上述晶体管的基极与发射极之间，还具有阳极连接在该发射极一侧的二极管。
4.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于在上述第1线与上述第2电阻之间还具有阳极连接在该第1线一侧的第1二极管。
5.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于在上述第2线与上述第3电阻之间，还具有阳极连接在该第2线一侧的第2二极管。
6.根据权利要求1所述的零交叉检测电路，其特征在于上述晶体管是NPN型晶体管。
全文摘要
在具有经过第1以及第2线从商用交流电源接受功率供给，进行全波整流滤波的全波整流滤波电路；把来自该全波整流滤波电路的输出隔离降压后输出所希望的直流电压的开关调压器的电源装置中使用的零交叉检测电路，具有发射极连接在全波整流滤波电路的低压侧输出端，从集电极输出零交叉检测信号的晶体管；连接在该晶体管的基极与发射极之间的第1电阻；连接在电源线的一方与晶体管的基极之间的第2电阻；连接在电源线的另一方与晶体管的发射极之间的第3电阻。由此，即使在全波整流滤波后设置端子噪声对策用的电容器也能够正常地工作，而且即使商用AC电源显示出异常的波形也能够得到稳定的零交叉信号。
文档编号G01R19/175GK1430064SQ02159558
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月25日 优先权日2001年12月28日
发明者中田康裕, 伊藤纪之 申请人:佳能株式会社
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