مدار تشخیص عبور از صفر (Zero-Crossing Detector Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)

انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :

مدار تشخیص عبور از صفر (Zero-Crossing Detector Circuit) :

مدار تشخیص عبور از صفر (Zero-Crossing Detector) مداری است که لحظه ای را که یک شکل موج متناوب (معمولا موج سینوسی) از ولتاژ صفر عبور می کند، تشخیص می دهد. این مدار یک پالس خروجی (معمولا یک موج مربعی) در هر بار عبور از صفر تولید می کند. این مدار کاربردهای زیادی در کنترل فاز (مثل دیمرها)، اندازه گیری فرکانس، مدارهای راه انداز تریاک و همزمان سازی دارد.

ساختار ساده با مقایسه کننده (Comparator): ساده ترین راه برای ساخت آشکارساز عبور از صفر، استفاده از یک مقایسه کننده (مانند LM311) است. ورودی غیرمعکوس مقایسه کننده به سیگنال ورودی AC و ورودی معکوس به زمین (ولتاژ صفر) متصل می شود. هرگاه سیگنال ورودی از صفر عبور کند (از مثبت به منفی یا بالعکس)، خروجی مقایسه کننده بین دو سطح ریل تغذیه سوئیچ می کند و یک موج مربعی تولید می کند.

مشکل و راه حل: در عمل، سیگنال AC ممکن است نویز داشته باشد و در نزدیکی صفر، نوسانات کوچک می توانند باعث سوئیچ های کاذب شوند. برای رفع این مشکل، می توان از یک مدار اشمیت تریگر (Schmitt Trigger) یا یک فیلتر کوچک قبل از مقایسه کننده استفاده کرد. همچنین می توان از یک مدار با دو دیود برای ایجاد یک ناحیه مرده کوچک (Hysteresis) استفاده کرد.

کاربردها:

⭐ کنترل فاز (Phase Control): در دیمرهای نوری و کنترل کننده های توان AC (با تریاک)، برای تعیین زاویه آتش (Firing Angle) و همزمان سازی با فرکانس شبکه، به سیگنال عبور از صفر نیاز است.

⭐ اندازه گیری فرکانس و دوره تناوب.

⭐ تولید سیگنال همزمان (Sync Signal) برای اسیلوسکوپ ها.

⭐ راه اندازی رله های حالت جامد (SSR) در لحظه عبور از صفر برای کاهش نویز و افزایش عمر.