新颖价廉的热释电人体感应控制电路

       当前市面上的人体感应控制大多采用热释电红外检测或多普勒频移检测，其中尤其以热释电红外检测方式因技术最为成熟而占据绝大部分应用，例如楼道灯控，防盗报警等等都是采用这种方式。而大部分产品都是采用分立元件或LM324等电路搭建而成，而采用某些国外专用IC则其线路复杂，价格昂贵，在产品稳定性、灵活性和总体成本方面不能满足人们日益增长的需求，因此笔者在此介绍一款最新开发的廉价、专用的IC－PT8A2641/2642。

PT8A2641/2642 是Pericom Technology Inc.公司为热释电红外传感器（PIR头）配套设计的专用集成电路，采用CMOS工艺制造，DIP16或SOP16封装，相比于传统方案其性能更加优越，外围器件大大减少，节约了PCB空间、产品成本以及测试时间，提高了整机可靠性。可广泛用于照明控制、人体感应水龙头/干手器、智能开关以及防盗报警等相关领域。

       IC内部结构框图如图一所示：

       如图所示，这款IC提供两种不同的输出控制方式以满足不同需要：  PT8A2641P用于驱动双向可控硅，PT8A2642P用于驱动继电器，除此之外两者其它性能完全相同。用于驱动可控硅时因整机耗电很少，故可以采用两线制接法，即象普通的灯开关一样仅用一根进线一根出线，直接代换即可，大大方便了实际安装使用。

       该IC内部包含两个开环增益达80dB的运算放大器和一个比较器以及整合的噪声滤除电路，用于放大及判别PIR感应头输出的微弱讯号；一个3.6V的稳压电源电路用于给PIR头提供稳定电源；一个过零检测电路，以及系统时钟和延时、输出锁存等逻辑电路，整合了红外感应开关所需的所有电路单元。

       IC内还整合了一个CDS控制电路，用于外接光敏电阻来检测环境光度（是白天还是夜晚），此外还有一个MODE引脚用于强制设置控制状态，当此引脚接Vdd时，强制开启输出（灯亮），此引脚接地时则强制关闭，而悬空时则依据IC检测到的PIR讯号及CDS引脚的状态而自动开启或关闭输出，另外IC内建一个40秒的延时启动电路，以便操作人员在设置好之后有足够时间离开现场。

该IC引脚排列如图二所示 ，其工作电压4.5-6.0V,  整体工作电流小于100uA，输出控制方式分为两种，对于PT8A2641P，其输出引脚2在交流电的每个周期内输出两个负相脉冲用于驱动双向可控硅，而PT8A2642P则是输出连续高电平用于驱动外接三极管和继电器。

     另外，3脚是用于外接延时振荡的RC网络，其振荡频率决定了PIR每次触发输出（点亮）后的延时时间，4脚是系统振荡引脚，提供整个IC的系统时钟，5脚是过零检测输入，为IC以过零触发方式驱动可控硅/继电器而提供同步点。11－16脚是内部两个放大器的输入输出引脚，外接适当的电阻电容网络即可得到不同的放大增益和波形整形效果，为配合不同厂家生产的PIR头之间的参数差异，也需要调整这些零件的数值。10脚是整体复位引脚，低电平有效，因内部有上拉电阻及自动上电复位电路，因此通常应用状态下悬空即可，这个引脚还有一个变通应用，即如果需要超过40秒的延时启动，那么可以在这个引脚上加一个外接电容利用上电时其充电时间来增长总的延时启动时间。9脚是内部3.6V的稳压输出，用于给PIR头及其它需要稳定电源的附加电路供电。

       用于驱动可控硅的二线制应用电路如图三所示，整个开关的外部接线如虚线左侧所示，只需一端接AC输入，另一端接负载，不需添加其它接线，PIR头U1配合菲涅耳透镜接受到附近因人体（生物体）移动所引起的红外辐射能量的变化，转变为微弱的uV级电压变化送入IC的11脚，经两级放大整形及内部逻辑判别为有效的人体移动讯号而不是其他干扰之后，控制内部逻辑动作而驱动灯泡点亮，每次点亮的时间长短由3脚外接RC振荡的频率决定。D1/D2/D4/D5/R14/C10等构成间歇式取电的电源电路，在交流电的每个周期开始时，可控硅关闭的期间取电，然后整流稳压，为IC提供约5.5V的电源，D3/R2/R9组成交流电过零检测线路，R10和R13(CDS)用于检测环境光照强度，R8/C3是系统振荡，提供系统时钟。R7/C7是延时振荡，控制每次触发后灯光点亮的延时时间，延时时间的计算公式大约为Td=K1*R7*C7(K1是综合系数，跟VCC相关。在Vcc=5.5V时K1大约等于13800，Td/R7/C7的单位分别为秒/欧姆/法拉), 其中R7取值范围达2KW – 3MW，C7可低至1000PF以下，因此点亮周期的可调范围极大，远非LM324等普通电路的性能可比。

  用于驱动继电器的电路如图四所示，由图可见，为了提供足够的直流电流以驱动继电器，供电部分作了较大改动，即因间歇式取电方式无法提供足够电流，故此不能采用图三的两线制接线了。

采用继电器控制的灯光比较稳定，不容易发生闪烁现象，但是相比较而言除了无法采用二线制接线之外，增加调光功能也比较困难。而图三则只要在IC的2脚和可控硅之间增加一个RC延时网络（采用可调电阻）就可以为产品增加手动调光功能。

       PT8A2641/2642组成的热释电人体感应控制电路结构简单，电路成熟，同时其性能非常稳定，各个参数调节灵活，在总体价格相当的同时提供了远远超过普通电路甚至大部分国外专用IC的性能，加之已大量生产出口用于家用、安防等人体探测场合，随着人们对生活质量的要求飞速提高，相信在我国的应用必将快速普及并取代普通LM324等构成的产品。

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