一種用于電力線的過零檢測電路及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于電力線的過零檢測電路，所述過零檢測電路具有輸出端和輸入端，所述輸入端與電力線L和電力線N電連接，它包括基準電壓模塊（1）、電容C1、電容C2、電阻R1、電阻R2、電容CL、電容CN和PCB板（2）；所述基準電壓模塊（1）、電容C1、電容C2、電阻R1、電阻R2、電容CL以及電容CN設(shè)在PCB板（2）上，本發(fā)明的優(yōu)點是該過零檢測電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【專利說明】
一種用于電力線的過零檢測電路及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于電力線的過零檢測電路及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力線載波通信技術(shù)是一種通過市電的供電線路來進行數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，該技術(shù) 為將數(shù)據(jù)調(diào)制到一個與市電頻率(50Hz或60Hz)不同的通常為大于數(shù)十KHz以上的正弦波載 波上。在電力線載波通信系統(tǒng)中為了達到較好的通信效果，需要檢測市電過零點。但是現(xiàn)有 的市電過零檢測電路要么過于復(fù)雜，要么為其精度受元件參數(shù)及市電電壓的變化有較大的 影響，為了克服上述的情況，授權(quán)公告號CN 203759106 U公開一種市電過零檢測電路，該市 電過零檢測電路包括在市電電壓從正半周到過零點時使放電過程加快的脈沖產(chǎn)生控制模 塊和光禍器件，其中，脈沖產(chǎn)生控制模塊包括電阻R1、電阻R2、電容Cl，NPN型的三極管Q1、 NPN型的三極管Q2、電阻R3和二極管D1，雖然電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)做到了一定程度的簡化，但是由 于需要用到多個三極管以及光禍器件，導致整個電路的造價成本相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于電力線的過零檢測電路，該過零檢測 電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種用于電力線的過零檢測電 路，所述過零檢測電路具有輸出端和輸入端，所述輸入端與電力線L和電力線N電連接，它包 括基準電壓模塊、容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL、電容CN和PCB 板;所述基準電壓模塊、容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL以及電 容CN設(shè)在PCB板上，所述電容CL的一端與電力線L電連接，另一端與阻抗元件Z1的一端電連 接;所述阻抗元件Z1的另一端與容抗元件C1的正極電連接，所述容抗元件C1的負極接地，所 述電容CN的一端與電力線N電連接，所述電容CN的另一端與阻抗元件Z2的一端電連接，所述 阻抗元件Z2的另一端與容抗元件C2的正極電連接，所述容抗元件C2的負極接地，所述容抗 元件C1的正極與基準電壓模塊的輸入端以及過零檢測電路的一輸出端電連接，所述容抗元 件C2的正極與基準電壓模塊的輸出端以及過零檢測電路的另一輸出端電連接。
[0005] 作為一種優(yōu)選，所述基準電壓模塊包括基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5以及 電阻R6;所述電阻R3的一端與容抗元件C1的正極電連接，另一端與電阻R4的一端電連接，所 述電阻R4的另一端與容抗元件C2的正極電連接，所述電阻R5的一端與基準電壓VCC電連接， 另一端與電阻R6的一端電連接，電阻R6的另一端接地，電阻R3與電阻R4的連接節(jié)點與電阻 R5與電阻R6的連接節(jié)點電連接。
[0006] 作為一種優(yōu)選，所述電容CN和電容CL為板間電容。
[0007] 作為一種優(yōu)選，所述板間電容包括PCB板為介質(zhì)的基材層以及設(shè)在基材層的上表 面和下表面的導電塊。
[0008] 作為一種優(yōu)選，所述導電塊為銅制成且呈圓餅狀的導電塊。
[0009] 作為一種優(yōu)選，板間電容CN的導電塊的表面積a等于電容CN的電容值與PCB板的厚 度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積;板間電容CL的導電 塊的表面積a等于電容CL的電容值與PCB板的厚度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板 材的相對介電常數(shù)的乘積。
[0010] 采用以上的結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：其主要包括基準電壓 模塊以及容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL、電容CN和PCB板等元 器件;基準電壓模塊、容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL以及電容 CN設(shè)在PCB板上，電容CL的一端與電力線L電連接，另一端與阻抗元件Z1的一端電連接;阻抗 元件Z1的另一端與容抗元件C1的正極電連接，容抗元件C1的負極接地，電容CN的一端與電 力線N電連接，電容CN的另一端與阻抗元件Z2的一端電連接，阻抗元件Z2的另一端與容抗元 件C2的正極電連接，容抗元件C2的負極接地，容抗元件C1的正極與基準電壓模塊的輸入端 以及過零檢測電路的一輸出端電連接，容抗元件C2的正極與基準電壓模塊的輸出端以及過 零檢測電路的另一輸出端電連接。上述結(jié)構(gòu)的過零檢測電路，整體上的電路結(jié)構(gòu)簡單，其次 僅僅用到在實際應(yīng)用中最最常見的電阻以及電容這一類元器件，這類元器件成本低，其次， 這類元器件的性能穩(wěn)定，使得整個電路的造價低，使得整個電路能夠穩(wěn)定地運行。
[0011] 其中，采用基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5以及電阻R6組成的基準電壓模 塊，造成成本低，單單是用到一些常規(guī)的元器件，性能穩(wěn)定，確保了基準電壓模塊能夠長期 有效地運行。
[0012] 其中，以PCB板為介質(zhì)的基材層以及設(shè)在基材層的上表面和下表面的導電塊所構(gòu) 成的板間電容，具有成本低，耐壓高，不易擊穿，安全性高，適用于強電環(huán)境。
[0013] 同時，將設(shè)在基材層的上表面和下表面的導電塊，做成銅制成的圓餅狀結(jié)構(gòu)，方便 了獲得導電塊的表面積a的大小，通過該表面積a的大小可以計算得到板間電容的電容值。
[0014] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于電力線的過零檢測電路的制作方法， 采用該制作方法制成的過零檢測電路，運行穩(wěn)定，電路結(jié)構(gòu)簡單，造成低。
[0015] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種用于電力線的過零檢測電 路的制作方法， 步驟一:準備基準電壓模塊、容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容 CL、電容CN、PCB板、基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6以及四塊圓餅狀銅制成的 導電塊，其中，兩塊導電塊的表面積a等于電容CL的電容值與PCB板的厚度的乘積除以自由 空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積，剩余兩塊導電塊的表面積a等于電容CN 的電容值與PCB板的厚度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘 積； 步驟二:將PCB板上劃定兩個間隔分布的區(qū)域，在該區(qū)域的上表面和下表面上焊接上導 電塊； 步驟三:其中，導電塊與電力線L電連接，該導電塊正下方的導電塊與阻抗元件Z1的一 端電連接，阻抗元件Z1的另一端與容抗元件C1的正極電連接，容抗元件C1的負極接地;另一 導電塊與電力線N電連接，該導電塊正下方的導電塊與阻抗元件Z2的一端電連接，阻抗元件 Z2的另一端與容抗元件C2的正極電連接，容抗元件C2的負極接地，容抗元件C1的正極與零 檢測電路的一輸出端電連接，容抗元件C2的正極與過零檢測電路的另一輸出端電連接;容 抗元件C1的正極與電阻R3的一端電連接，電阻R3的另一端與電阻R4的一端電連接，電阻R4 的另一端與容抗元件C2的正極電連接，電阻R5的一端與基準電壓VCC電連接，電阻R5的另一 端與電阻R6的一端電連接，電阻R6的另一端接地，電阻R3與電阻R4的連接節(jié)點與電阻R5與 電阻R6的連接節(jié)點電連接。
[0016] 采用以上的方法后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：通過PCB板的兩個區(qū) 域的上下表面焊接上導電塊，構(gòu)成兩個板間電容構(gòu)成電容CL和電容CN，使得上述的過零檢 測電路適用于強電環(huán)境，同時板間電容具有成本低，耐壓高，不易擊穿，安全性高，該電路中 另外也是應(yīng)用了最最常規(guī)的元器件，即電阻和電容，整個電路的電路結(jié)構(gòu)簡單，造成低，能 夠穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的電路圖。
[0018] 圖2是板間電容的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖中所示：1、基準電壓模塊，2、PCB板，3、導電塊。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0021] 如附圖1和附圖2所示，本發(fā)明一種用于電力線的過零檢測電路，所述過零檢測電 路具有輸出端和輸入端，所述輸入端與電力線L和電力線N電連接，它包括基準電壓模塊1、 容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL、電容CN和PCB板2;所述基準電 壓模塊1、容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL以及電容CN設(shè)在PCB板 2上，所述電容CL的一端與電力線L電連接，另一端與阻抗元件Z1的一端電連接;所述阻抗元 件Z1的另一端與容抗元件C1的正極電連接，所述容抗元件C1的負極接地，所述電容CN的一 端與電力線N電連接，所述電容CN的另一端與阻抗元件Z2的一端電連接，所述阻抗元件Z2的 另一端與容抗元件C2的正極電連接，所述容抗元件C2的負極接地，所述容抗元件C1的正極 與基準電壓模塊1的輸入端以及過零檢測電路的一輸出端電連接，所述容抗元件C2的正極 與基準電壓模塊1的輸出端以及過零檢測電路的另一輸出端電連接。
[0022] 其中，阻抗元件Z1為電阻R1，阻抗元件Z2為電阻R2,容抗元件C1為電容C1，容抗元 件C2為電容C2。
[0023] 所述基準電壓模塊1包括基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5以及電阻R6;所述 電阻R3的一端與容抗元件C1的正極電連接，另一端與電阻R4的一端電連接，所述電阻R4的 另一端與容抗元件C2的正極電連接，所述電阻R5的一端與基準電壓VCC電連接，另一端與電 阻R6的一端電連接，電阻R6的另一端接地，電阻R3與電阻R4的連接節(jié)點與電阻R5與電阻R6 的連接節(jié)點電連接。
[0024] 所述電容CN和電容CL為板間電容。
[0025] 所述板間電容包括PCB板2為介質(zhì)的基材層以及設(shè)在基材層的上表面和下表面的 導電塊。
[0026] 所述導電塊為銅制成且呈圓餅狀的導電塊3。
[0027] 板間電容CN的導電塊3的表面積a等于電容CN的電容值與PCB板2的厚度的乘積除 以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積;板間電容CL的導電塊3的表面積 a等于電容CL的電容值與PCB板2的厚度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對 介電常數(shù)的乘積。
[0028] 本發(fā)明的工作原理分析如下:如附圖1所示，電路中電容CL的電壓情況心 電路輸出P端的電壓情況
，電路中電容CL的電壓情況， 電路輸出P纟而的電壓情況
，其中A =_$，=Ceir，
當％-心=〇則判斷載波處于零點，達到了過零檢測的目的。
[0029] 本發(fā)明一種用于電力線的過零檢測電路的制作方法，它包括以下步驟，步驟一:準 備基準電壓模塊1、容抗元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL、電容CN、PCB 板2、基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6以及四塊圓餅狀銅制成的導電塊3，其 中，兩塊導電塊3的表面積a等于電容CL的電容值與PCB板2的厚度的乘積除以自由空間的介 電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積，剩余兩塊導電塊3的表面積a等于電容CN的電容 值與PCB板2的厚度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積； 步驟二:將PCB板2上劃定兩個間隔分布的區(qū)域，在該區(qū)域的上表面和下表面上焊接上 導電塊3; 步驟三:其中，導電塊3與電力線L電連接，該導電塊3正下方的導電塊3與阻抗元件Z1的 一端電連接，阻抗元件Z1的另一端與容抗元件C1的正極電連接，容抗元件C1的負極接地;另 一導電塊3與電力線N電連接，該導電塊3正下方的導電塊3與阻抗元件Z2的一端電連接，阻 抗元件Z2的另一端與容抗元件C2的正極電連接，容抗元件C2的負極接地，容抗元件C1的正 極與零檢測電路的一輸出端電連接，容抗元件C2的正極與過零檢測電路的另一輸出端電連 接;容抗元件C1的正極與電阻R3的一端電連接，電阻R3的另一端與電阻R4的一端電連接，電 阻R4的另一端與容抗元件C2的正極電連接，電阻R5的一端與基準電壓VCC電連接，電阻R5的 另一端與電阻R6的一端電連接，電阻R6的另一端接地，電阻R3與電阻R4的連接節(jié)點與電阻 R5與電阻R6的連接節(jié)點電連接。
[0030] 以上僅就本發(fā)明的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權(quán)利要求的限制。本 發(fā)明不僅限于以上實施例，凡在本發(fā)明獨立權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)所作的各種變化均在本 發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于電力線的過零檢測電路，所述過零檢測電路具有輸出端和輸入端，所述輸 入端與電力線L和電力線N電連接，其特征在于:它包括基準電壓模塊(1)、容抗元件CU容抗 元件C2、阻抗元件Zl、阻抗元件Z2、電容CL、電容CN和PCB板(2);所述基準電壓模塊(1)、容抗 元件C1、容抗元件C2、阻抗元件Z1、阻抗元件Z2、電容CL以及電容CN設(shè)在PCB板(2 )上，所述電 容CL的一端與電力線L電連接，另一端與阻抗元件Z1的一端電連接;所述阻抗元件Z1的另一 端與容抗元件C1的正極電連接，所述容抗元件C1的負極接地，所述電容CN的一端與電力線N 電連接，所述電容CN的另一端與阻抗元件Z2的一端電連接，所述阻抗元件Z2的另一端與容 抗元件C2的正極電連接，所述容抗元件C2的負極接地，所述容抗元件Cl的正極與基準電壓 模塊（1)的輸入端以及過零檢測電路的一輸出端電連接，所述容抗元件C2的正極與基準電 壓模塊(1)的輸出端以及過零檢測電路的另一輸出端電連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電力線的過零檢測電路，其特征在于:所述基準電壓 模塊（1)包括基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5以及電阻R6;所述電阻R3的一端與容抗 元件Cl的正極電連接，另一端與電阻R4的一端電連接，所述電阻R4的另一端與容抗元件C2 的正極電連接，所述電阻R5的一端與基準電壓VCC電連接，另一端與電阻R6的一端電連接， 電阻R6的另一端接地，電阻R3與電阻R4的連接節(jié)點與電阻R5與電阻R6的連接節(jié)點電連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電力線的過零檢測電路，其特征在于:所述電容CN和 電容CL為板間電容。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電力線的過零檢測電路，其特征在于:所述板間電容 包括PCB板(2)為介質(zhì)的基材層以及設(shè)在基材層的上表面和下表面的導電塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于電力線的過零檢測電路，其特征在于:所述導電塊為 銅制成且呈圓餅狀的導電塊(3)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于電力線的過零檢測電路，其特征在于:板間電容CN的 導電塊(3 )的表面積a等于電容CN的電容值與PCB板(2 )的厚度的乘積除以自由空間的介電 常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積;板間電容CL的導電塊(3 )的表面積a等于電容CL的 電容值與PCB板(2)的厚度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘 積。7. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力線的過零檢測電路的制作方法，它包括以下步 驟，其特征在于： 步驟一:準備基準電壓模塊（1)、容抗元件Cl、容抗元件C2、阻抗元件Zl、阻抗元件Z2、電 容CL、電容CN、PCB板(2 )、基準電壓VCC、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6以及四塊圓餅狀銅 制成的導電塊(3)，其中，兩塊導電塊(3)的表面積a等于電容CL的電容值與PCB板(2)的厚度 的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板材的相對介電常數(shù)的乘積，剩余兩塊導電塊(3)的 表面積a等于電容CN的電容值與PCB板(2)的厚度的乘積除以自由空間的介電常數(shù)與PCB板 材的相對介電常數(shù)的乘積； 步驟二:將PCB板(2)上劃定兩個間隔分布的區(qū)域，在該區(qū)域的上表面和下表面上焊接 上導電塊(3); 步驟三:其中，導電塊(3)與電力線L電連接，該導電塊(3)正下方的導電塊(3)與阻抗元 件Z1的一端電連接，阻抗元件Z1的另一端與容抗元件Cl的正極電連接，容抗元件C1的負極 接地;另一導電塊(3)與電力線N電連接，該導電塊(3)正下方的導電塊(3)與阻抗元件Z2的 一端電連接，阻抗元件Z2的另一端與容抗元件C2的正極電連接，容抗元件C2的負極接地，容 抗元件Cl的正極與零檢測電路的一輸出端電連接，容抗元件C2的正極與過零檢測電路的另 一輸出端電連接;容抗元件Cl的正極與電阻R3的一端電連接，電阻R3的另一端與電阻R4的 一端電連接，電阻R4的另一端與容抗元件C2的正極電連接，電阻R5的一端與基準電壓VCC電 連接，電阻R5的另一端與電阻R6的一端電連接，電阻R6的另一端接地，電阻R3與電阻R4的連 接節(jié)點與電阻R5與電阻R6的連接節(jié)點電連接。
【文檔編號】G01R19/175GK105891589SQ201610362033
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】鄭堅江, 程遙
【申請人】寧波三星醫(yī)療電氣股份有限公司