使用极少元件费用很低的简化交流传感器

一般来说，交流电力线传感器要使用比较器。我设计了一个成本尽可能低的电源，要求自供电、使用过孔元件，而且要占一个小型双面印刷电路版上尽量少的面积。因此，我开发的交流传感器尽可能简单。设计的电路感应高压直流总线(见图)。在正常工作情况下，AC_OK信号为低电平，交流到达90V时，该信号变高。

　　R1和D1产生5.1V偏压，该偏压使本电路可以自供电。为了尽量降低R1上的功耗，选择其他电阻，使电流最小。U2为LM431BCZ，用作参考和比较器。Q1和R7用来产生滞后，避免在分界点附近振动。由于关断后LM431仍拉电流，所以使用Q1的基极电流驱动U1，保证U1中没有电流流过。C1将可能影响U1的噪声滤除。R4和R6感测电源的直流总线。使用两个电阻，使耗散达到1/4瓦。

　　在分界点附近，流过R8的电流为：

2.5 V/R8=531 μA

因为在到达分界点时Q1导通，

(5.1 V - 2.5 V)×R7=56 μA

因此，R4和R6必须满足：

531 ?A 56 ?A=475 μA

将R4和R6的值代入，

(560 kΩ)× 475 μA=266 V

因为电源使用了一个电压倍增器，所以分界点为交流94V。即：

(2×√2)×94=266

　　因为Q1的基极电流只有约900?A，而U1的电流传输比为最小100%，因此光耦的输出不应超过900μA。由于光耦的电流传输比可能随时间而变坏，所以应该降额。

　　注意直流总线上的纹波受负载和电容的影响。因此，最终电阻值的大小要根据测试情况选择。同时，在本应用中，U2元件的选择要考虑生产商的不同，这是因为偏压电流低于器件的最低推荐值。本设计使用美国国家半导体公司(NSC)的LM431。

作者：Alan Adamsky，Spectral Engineering公司的电源顾问, Email: ama@spectraleng.com