Detección de cruce por cero de la red eléctrica (onda sinusoidal y cuadrada)

Necesito diseñar un circuito que pueda medir y emitir pulsos para una MCU en el cruce por cero de formas de onda de 220 VCA. La aplicación requiere que tanto las formas de onda cuadradas como las ondas sinusoidales funcionen. Las ondas cuadradas son importantes debido a que los circuitos se alimentan de UPS baratos aquí.

Estoy familiarizado con el enfoque simple de optoaisladores + resistencias de 'entrada de CA'. Eso ha funcionado muy bien para las ondas sinusoidales, pero en una onda cuadrada, la forma de onda cruza el punto cero mucho más rápido y parece que mi circuito tiene muy poco tiempo para reaccionar. Aquí está el circuito:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Basado en este circuito, pensé que reducir la velocidad de la onda cuadrada podría funcionar. Así que diseñé un filtro de paso bajo además de reemplazar R1 y R2 con algunos condensadores para reducir la pérdida de energía. Circuito resultante:

ingrese la descripción de la imagen aquí

No recuerdo bien los valores para el LPF, por lo que los valores en el esquema son solo una suposición. Tenga en cuenta que este circuito funciona ya que la onda cuadrada básicamente se ralentiza. Tiene algún cambio de fase, pero siempre que sea constante, simplemente lo programaré en la MCU. Espero que las tolerancias de los condensadores no molesten demasiado.

Mi pregunta es: ¿hay una mejor manera? El circuito tiene una fuente de alimentación de modo conmutado, por lo que no hay un transformador tradicional en el que podría haber realizado una detección de cruce por cero con un comparador; necesito aislamiento aquí. También estoy de acuerdo con la idea de un transformador dedicado siempre que sea muy pequeño y pueda pasar la onda sinusoidal y cuadrada.

No estoy muy familiarizado con los optoaisladores, pero si R2 está conectado a tierra con la entrada en R1, ¿cómo encienden los LED el transistor? Y con su segunda configuración, cuando R2 está conectado a tierra y entra en R1 nuevamente, ¿cómo forman R1 y C3 un LPF con R2 en serie? ¿Y C1 y C2 no afectarían las características del filtro? Necesito familiarizarme más con las diferentes configuraciones de filtros, pero no veo cómo funciona esto para ralentizar la onda cuadrada. ¿Conoces algún escrito que pueda aclarar?
@sherrellbc: los condensadores eventualmente se establecerán en un promedio de media carga (con respecto a la forma de onda), lo que eliminará el otro lado de los LED de la tierra. El filtro se vuelve más complejo con la adición de otros elementos, pero no se neutraliza por completo (a menos que logre romperlo muy mal).

Respuestas (2)

¿Qué tal usar un optoaislador dual y poner los diodos de entrada en paralelo inverso? No hay piezas adicionales en comparación con su diagrama superior que no sea una segunda resistencia pull-up.

Luego, podría tratar las dos señales de cruce por separado con dos pines de entrada de MCU (sería posible reducirlo a uno, pero en la actualidad, probablemente no sea un ejercicio que valga la pena).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

No puedo entender cómo sería mejor usar un optoaislador dual donde mejor significa que el pico de salida será lo suficientemente lento incluso cuando la entrada es una onda cuadrada. Sin embargo, ¿no está usando una especie de aislador óptico dual en antiparalelo? Al menos eso es lo que yo llamaría así que... Estoy perdido.
Ok, ahora lo tengo y eso es inteligente. ¡Tenga mi voto positivo! Tal vez un pequeño diagrama o algo ayudaría.
Perdón por el dibujo incompleto, pero ¿es esto lo que quieres decir? imgur.com/5oxqpEd
@Saad Sí, eso funcionaría, pero vea mi edición anterior.
¿El voltaje inverso de la red eléctrica no dañaría los LED o los degradaría significativamente?
@Saad Cada uno es desviado por el otro, por lo que nunca ven más de uno o dos voltios de voltaje inverso, dentro de las especificaciones típicas de -5 a -7 VCC.
¡Lindo! @Saad, los diodos todavía están espalda con espalda. No hay voltaje inverso para hablar. (Los LED pueden tener mucha más polarización inversa que la especificación típica de 5V...)

¿Qué tal usar un filtro de orden superior?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Cambie los valores del capacitor para obtener la forma de pulso que desee.

Detección de cruce por cero de la red eléctrica (onda sinusoidal y cuadrada)
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v