設計目標

設計說明

當交流輸入超過零基準電壓時，過零檢測器電路會改變比較器的輸出狀態。這是通過將比較器反相輸入設置為零基準電壓，并將衰減輸入施加到同相輸入來實完成的。分壓器 R₁ 和 R₂ 會使輸入交流信號衰減。二極管 D₁ 用于確保同相輸入永遠不會低于比較器的負輸入共模限值。過零檢測通常用于電源控制電路。

設計說明

1. 使用一些遲滯來防止由于輸入信號速度過慢而導致的不必要的轉換。
2. 選擇具有大輸入共模范圍的比較器。
3. TLV7011 的相位反轉保護功能可以在輸入超出輸入共模限值的情況下防止相位反轉。
4. 當輸入低于負輸入共模限值時，使用二極管來保護比較器。

設計步驟

1. 計算輸入信號的峰值。
   ${\text{V}}_{\text{p}}{\text{ = V}}_{\text{RMS}}\text{ × }\sqrt{2}\text{ = 340V}$
2. 選擇電阻分壓器，將輸入 340V 信號衰減至 3.4V，以便處于比較器的正共模范圍之內。
   $\text{340V × G = 3.4V}$
   $\text{G = 0.01}\frac{\text{V}}{\text{V}}$
   $\left(\frac{{\text{R}}_2}{{\text{R}}_{\text{1}}{\text{+R}}_{\text{2}}}\right)\text{ = 0.01}$
3. 選擇 R₁ 為 1MΩ，R₂ 為 10kΩ（最接近的 1% 值）。
4. 選擇二極管 D₁，以限制同相輸入端的負電壓。可使用額定電壓為 0.3V 的齊納二極管。
5. 計算交流電源泄漏電流，以檢查其是否符合小于 500μA 的泄漏電流設計目標。
   ${\text{I}}_{\text{ac}}\text{ = }\frac{{\mathrm{V}}_{\text{p}}}{{\text{R}}_{\text{1}}}\text{ = 340μA}$

設計仿真

瞬態仿真結果

設計參考資料

德州儀器 (TI)，SBOMAP5 仿真，電路文件

設計特色比較器

設計備用比較器