设计目标

设计说明

当交流输入超过零基准电压时，过零检测器电路会改变比较器的输出状态。这是通过将比较器反相输入设置为零基准电压，并将衰减输入施加到同相输入来实完成的。分压器 R₁ 和 R₂ 会使输入交流信号衰减。二极管 D₁ 用于确保同相输入永远不会低于比较器的负输入共模限值。过零检测通常用于电源控制电路。

设计说明

1. 使用一些迟滞来防止由于输入信号速度过慢而导致的不必要的转换。
2. 选择具有大输入共模范围的比较器。
3. TLV7011 的相位反转保护功能可以在输入超出输入共模限值的情况下防止相位反转。
4. 当输入低于负输入共模限值时，使用二极管来保护比较器。

设计步骤

1. 计算输入信号的峰值。
   ${\text{V}}_{\text{p}}{\text{ = V}}_{\text{RMS}}\text{ × }\sqrt{2}\text{ = 340V}$
2. 选择电阻分压器，将输入 340V 信号衰减至 3.4V，以便处于比较器的正共模范围之内。
   $\text{340V × G = 3.4V}$
   $\text{G = 0.01}\frac{\text{V}}{\text{V}}$
   $\left(\frac{{\text{R}}_2}{{\text{R}}_{\text{1}}{\text{+R}}_{\text{2}}}\right)\text{ = 0.01}$
3. 选择 R₁ 为 1MΩ，R₂ 为 10kΩ（最接近的 1% 值）。
4. 选择二极管 D₁，以限制同相输入端的负电压。可使用额定电压为 0.3V 的齐纳二极管。
5. 计算交流电源泄漏电流，以检查其是否符合小于 500µA 的泄漏电流设计目标。
   ${\text{I}}_{\text{ac}}\text{ = }\frac{{\mathrm{V}}_{\text{p}}}{{\text{R}}_{\text{1}}}\text{ = 340μA}$

设计仿真

瞬态仿真结果

设计参考资料

德州仪器 (TI)，SBOMAP5 仿真，电路文件

设计特色比较器

设计备用比较器