過零檢測在交流電路中常用于提供相位參考，在交流頻率固定甚至不斷變化的環(huán)境中，相位信息有助于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜更精密的內(nèi)部調(diào)節(jié)。在整體電路系統(tǒng)的效率、響應(yīng)速度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)上，都可以看到過零檢測的身影。

我們知道，傳統(tǒng)的AC過零檢測大多使用分立器件搭建，在電路設(shè)計(jì)中，往往會(huì)消耗一部分PCB面積。過零檢測電路工作時(shí)，AC電壓過零與輸出檢測信號存在一個(gè)短延時(shí)，一般用過零延遲時(shí)間來描述，常稱作Zero Cross Delay Time。分立器件最大的弊端在于，受光耦、二極管、電容器等型號、容差的影響。即便使用相同的電路結(jié)構(gòu)，也可能出現(xiàn)不同的過零延遲時(shí)間;即便使用相同的分立器件，同一批產(chǎn)品的過零延遲時(shí)間也可能存在細(xì)微差別。分離器件搭建的過零檢測電路，在輸入信號從正到負(fù)和從負(fù)到正的變化過程中，兩種狀態(tài)下過零延遲不一致的情況也時(shí)有發(fā)生。當(dāng)系統(tǒng)對檢測電路的要求較高時(shí)，就應(yīng)考慮使用集成化的解決方案。

本次測評的BM1Z002FJ-EVK-001評估板，是采用羅姆單芯片BM1Z002FJ實(shí)現(xiàn)的AC過零檢測評估方案，采用非隔離的電路設(shè)計(jì)(另有隔離電路方案，編號BM1Z002FJ-EVK-002)。

實(shí)物圖如下：

BM1Z002FJ芯片主打高穩(wěn)定性和低功耗，芯片具有寬電壓輸入范圍，可監(jiān)測最高600V的交流電壓，并且具有欠壓鎖定功能。該芯片待機(jī)電流僅50uA，工作電流150uA，與傳統(tǒng)的獨(dú)立光耦方案相比，具有非常明顯的能耗優(yōu)勢。

BM1Z002FJ是脈沖輸出，即輸出的電平直接反映交流信號的相位。芯片提供0延遲的過零檢測，同時(shí)支持過零延遲時(shí)間的精細(xì)調(diào)整，僅需外接一只電阻器，即可實(shí)現(xiàn)過零延遲時(shí)間±200us或者-480us的調(diào)整。通過內(nèi)置的噪聲濾波器，可有效防止由于電壓波動(dòng)造成的異常輸出。

評估板的說明書非常簡潔易懂。

焊接好的評估板如下圖。

上220V工頻交流電，測試一下波形，50Hz的脈沖，非常干凈漂亮。

芯片支持最大29V的寬供電電壓。評估板上BM1Z002FJ的供電為5V，該電壓由BD50FA1FP3低壓差線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生。實(shí)際上由于芯片的輸出方式是NMOS開漏模式，因此使用時(shí)，可根據(jù)需要設(shè)定輸出電壓的范圍，上圖輸出電壓約為5V。

采用單芯片方案代替分離器件電路，一方面提高了檢測精度和系統(tǒng)可靠性，另一方面，降低了功耗，節(jié)約了PCB面積?？梢灶A(yù)見，單芯片替代分立元件組成的復(fù)雜電路，是未來電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

審核編輯：湯梓紅