需要說明的是，這里的過零檢測指的是在交流回路的中的過零檢測，對于我們最常接觸的交流電就是我們使用的220V的市電了。
1、什么是過零檢測
在交流回路中，電壓隨時間的變化是正弦波，當(dāng)波形由正半周向負(fù)半周轉(zhuǎn)換或者由負(fù)半周向正半周轉(zhuǎn)換時，經(jīng)過x坐標(biāo)的點(diǎn)就是過零點(diǎn)。所謂 過零檢測，就是對過零點(diǎn)進(jìn)行檢測，判斷交流電是否到達(dá)這個點(diǎn) ，如下圖所示：
1.1 為何需要過零檢測
為什么需要過零檢測，簡單來說就是：為了讓使用交流電的系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，同時方便對系統(tǒng)進(jìn)行控制。
我們知道交流電的電壓是在一直變化的，如果我們的用電系統(tǒng)開關(guān)的時候都處于電壓高點(diǎn)，那么這個時候的電流也會對應(yīng)的比較大，忽然間打開關(guān)短對系統(tǒng)會造成一定的 “沖擊”，有時候也會產(chǎn)生一些電弧火花，就是所謂的浪涌，這樣存在安全隱患，在一些帶大功率負(fù)載的交流回路中，風(fēng)險會更大。如果我們系統(tǒng)能夠知道每次過零點(diǎn)的時間，在這個時候去進(jìn)行開關(guān)控制，那么可以使得系統(tǒng)安全穩(wěn)定。另外，我們通過檢測交流電信號的過零點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)交流電電子設(shè)備的開關(guān)控制、電流采樣和保護(hù)功能，在調(diào)光開關(guān)/調(diào)光器、電機(jī)調(diào)速產(chǎn)品中，可從零點(diǎn)開始控制交流電導(dǎo)通角的大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)光燈具亮度、電機(jī)速度的調(diào)節(jié)。
2、如何做過零檢測
首先要明白，我們做過零檢測，最直觀的是檢測什么？ 實(shí)際上就是電壓。電壓變成0的時候，就是零點(diǎn)。如何檢測，我這里直接先告訴大家，從結(jié)果來看，最常見的過零檢測電路有如下兩種方式：
第一種，過零點(diǎn)時候電路末端會輸出脈沖，如下圖：
第二種，過零點(diǎn)的時候，電路末端電平會發(fā)生變化，如下圖：
當(dāng)然 ，直接ADC采樣也是一種方式，但是相對前面這兩種用得不多。
2.1 光耦
說到光耦之于220V交流的應(yīng)用，之前分享過一個電路：
當(dāng)時的需求只是需要檢測是否有220V交流電信號存在，使用了雙向光耦，其中右邊輸出的地方特意加了一個2.2uF的電容防止過零點(diǎn)時候電壓突變。我們稍微變通一下，電路變成如下，是不是理論上就能夠產(chǎn)生下圖所示的輸出:
當(dāng)然，如果我們做一下整流，也可以使得輸出脈沖信號，如下圖：
2.2 比較器/運(yùn)放
對于比較器以及后面的三極管而言，我們一般來說需要先降壓，然后進(jìn)行處理，是比較妥當(dāng)?shù)囊环N方式，比如下面圖的示例：
上面的設(shè)計是脈沖，通過R22， R21控制小于Vcc/101電壓的時候 (如果VCC為3.3V ，閥門大概在0.03V) , 輸出S2會輸出一個高電平信號，因為時間很短，所以結(jié)果為脈沖。
當(dāng)然大家也可以把比較器的負(fù)輸出端連接GND ，也就是0V ，然后+輸入端連接降壓后但是不整流的輸入（220V的交流變成低壓的交流），這樣輸出S2就能形成方波輸出，但是不整流需要額外注意一些問題。
2.3 三極管/MOS管
對于三極管和MOS管來說，與上面的比較器也是類似的，直接上個示意圖：
需要說明的是，通過三極管或者M(jìn)OS管判斷的輸出脈沖，會比上面使用比較器的脈沖會寬一些。三極管0.7V就導(dǎo)通了，MOS管可能會更大一些，比如有些1.0V左右就導(dǎo)通了。
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