fon2

Детектор нуля схема.

Предлагаемый детектор нуля выдает короткие импульсы (0,3-1 мс) относительно нуля (перехода через ноль) синусоиды сетевого напряжения. Выход схемы гальванически отделен от сети.
Детектор нуля можно использовать для синхронизации силовых тиристорных блоков, в качестве генератора частоты 100 Гц (50 Гц), для быстрого определения пропадания сетевого напряжения и т.д. Он также позволяет формировать импульсный сигнал, начинающийся в начале фазы (детектор фазы).

Схема детектора нуля приведена на рис.1.
Резистор R1 сдерживает потребляемый ток на уровне 3 мА. Наличие этого высокоомного резистора сообща со стабилитроном VD7 дает вероятность использовать в устройстве низковольтные конденсаторы, диоды и транзисторы.
Диодный мост VD1...VD4 преобразует переменное напряжение в однополярное, пульсирующее. Через диод VD5 оно подается в цепь питания; стабилитрон VD7 сдерживает напряжение, а конденсатор С2 сглаживает пульсации. Емкость конденсатора С2 в цепи питания выбрана большой (22 мкФ) при работе устройства в качестве детектора фазы (иначе будет "размыт" импульс вверху). Если крутизна импульса не критична, а также в схеме детектора нуля, емкость С2 можно уменьшать до 0,22 мкФ. При указанной емкости С2 время между включением детектора в сеть и появлением первого импульса составляет приблизительно 150...200 мс.
detektor nulya1 Одновременно пульсирующее напряжение через резистор R2 подается на базу транзистора VT1, периодически открывая его, и на коллекторе VT1 (в точке ХЗ) появляются короткие импульсы длительностью 0,2...0,3 мс.
При варианте детектора нуля между точками ХЗ и Х4 включается перемычка. Тогда резисторы R4 и R5 включены параллельно, а транзистор VT2 отключен.
Прямоугольные импульсы через разделительный конденсатор С1 поступают на базу составного транзистора VT3-VT4. Так как они на коллекторе VT1 короткие, конденсатор С1 не успевает зарядиться полностью. С1 разряжается через диод VD6 при спаде импульса.
Составной транзистор, открываясь на 0,2...0,3 мс, включает светодиод оптрона VU1. Ток светодиода выбран примерно 12...15 мА. Светодиод коммутирует фототранзистор, с которого снимается выходное напряжение, гальванически развязанный от сети.
detektor nulya2 На контакты Х9 и Х8 подается питание (5 ..10 В) от схемы, где используется сигнал детектора. В этом случае фототранзистор включен по схеме с общим коллектором, выходом служит контакт Х7 (Вых. 1).
При сопротивлении R7 = 100 Ом выходные импульсные сигналы имеют пологие фронты и длительность приблизительно 1 мс, а при сопротивлении 10 кОм — 0,3 мс с крутыми фронтами. При необходимости иметь инвертированный сигнал "+" питания подают на контакт Х6, "-" — на Х7, резистор R7 включают между Х6 и Х9, а сигнал снимают с вывода Х9 (Вых.0).
В варианте детектора фазы перемычку устанавливают между контактами ХЗ и Х5. Импульсы с коллектора VT1 подаются на базу VT2 и на его коллекторе они инвертируюся, т.е. отсутствуют в течение 0,2-0.3 мс. Через С1 импульсные сигналы с коллектора VT2 поступают, как и в предыдущем варианте на составной транзистор VT3-VT4.
Временные диаграммы работы детекторов для обоих вариантов показаны на рис.2.

В детекторе нуля можно применить любые маломощные низковольтные транзисторы и диоды.
Стабилитрон — с напряжением стабилизации 9...15 В.
Тип оптрона также не критичен — любой с необходимым напряжением изоляции (не менее 300 В).
Номиналы резисторов не критичны (47...200 кОм), но при уменьшении сопротивления R1 увеличивается его рассеиваемая мощность, что нужно учитывать.
Ток потребления детектора нуля — приблизительно 2 мА, но его можно снизить, увеличив сопротивление R1.
Детектор нуля собран на печатной плате, чертеж которой изображен на рис.3.

Хвостик В.

Радиомир 2008/08
"Детектор нуля"

<< Предыдущая Cледующая >>

Вверх

radionet