红外控制灯的电路设计.doc

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1、红外控制灯的电路设计本文介绍了一种人体红外控制LED灯的电路设计，整个系统利用红外线热释电效应，将人体移动所发出的极微量红外线转换成相应的电信号，对LED楼道灯进行自动开关控制。1、原理介绍图①整个电路如图1所示。该电路选用的是功耗极低的BISS0001专用集成电路，这是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件，构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类控制装置，用于安全区域的自动灯光照明和报警系统。BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器

2、等构成的数模混合专用集成电路。4红外“热释头”（即传感器）顶部有一块方形的的干涉滤光片，用以滤除包括太阳光、电灯等其他热源的近红外线辐射光（即波长小于7.5μm和大于145μm的红外杂光），只让人体所特有的7~14μm波长的红外光谱透过方形滤光片顺利进入红外线热释电传感器。而且在传感器的前端还配有一个半球形的菲涅尔透镜，将收集到的红外线最大限度地聚焦于管子顶部的方形滤光片上，使接受距离大幅度提高。由于光控作用，白天光敏电阻RM受环境自然光线照射，电阻较小，它与R3、RP1所构成的分压电路在IC1的第9脚只分得很小的电压，即9脚电位

3、比较低。当9脚电位低于1/5VDD（即小于1V）时，IC1内部的控制电路被封锁（9脚电位可通过RP1来设定）。此时，即使在红外探头PIR作用距离内有人体移动，红外信号也无效，即由PIR的S端输出加到IC1第14脚的人体红外光电信号被拒绝接受，于是IC1的输出端2脚便无控制信号输出（呈低电平“0”状态），三极管9013截止，此时SSR的输入端2、3脚因无工作电流，其输出端6、8脚也截止，电源EC2因无交流220V输入，故输出为0，LED灯不亮，这就是“封锁”阶段。晚上，环境光线很暗，光敏电阻RM因失去光照，阻值变得很大（在1~2ΜΩ

4、之间），它与R3、RP1所组成的新的分压关系使IC1第0脚获得较高电位（大于1/5VDD，即大于1V）时，封锁状态即转变为允许触发状态。若此时在PIR作用范围内再有人体移动信号被接受，则PER的S端所输出的极微弱的红外光电信号就会从IC1第14脚输入，通过IC1内部的第一级高增益运放放大后由16脚输出，经外电路C3耦合到芯片内第二级运放再放大，经内部比较器、双向鉴幅器后，检出有效触发信号去启动延时器（定时器），同时再由2脚输出高电平控制信号使三极管VT导通，由S、C两端向SSR的输入端2、3脚提供驱动工作电流，则输出端6、8脚内部

5、的双向晶闸管由截止变为导通。此时，2204V电压即从L、N输入到由C17、VD5~VD8、C18等组成的电容限流整流源中，通过C17限流（将电流限制到LED所需的工作电流值）、VD5~VD8整流和C18滤波后供给负载LED灯板，LED1~LED108即被点亮。在IC1的第2脚输出高电平控制信号的同时，其内部定时器也被启动，延时时间由IC1的第3、4脚间所接地RC元件决定。等到延时时间结束时，IC1的输出端2脚由高电平1变为低电平0，三极管VT截止，SSR的输入端2、3脚失电，SSR的第6、8脚截止断开，EC2无输出，LED灯熄灭，

6、灯具又进入待机状态，等待下一次人体移动信号的到来。跨接在灯板电源EC2输出端的VD10为TVS瞬变电压抑止二极管，用以拦截可能出现的瞬时高电压，确保LED安全运行。2、主要元器件选择该系统中大部分元器件参数已在图中标明，下面仅对4种元器件的选择加以说明。①光敏电阻RM的亮阻值为2～20kΩ，暗电阻为1～3ΜΩ（可在较明亮环境下，用不透光的笔套罩住RM，用万用表电阻挡所测出的电阻值即为暗电阻，去掉笔套后测出的电阻值即为亮阻值）；②红外传感器选用热释电处理芯片BISS0001模块。③发光二极管要选用超高亮白光LED，工作电压为3.0～

7、3.2V，工作电流为18~20mA，亮度不小于1000mcd，光发散角不小于120°（更适合照明）。在统一工作电压（即固定测试电压值，如3V）情况下，各管电流误差应尽量控制在±10％之内。用万用表的R×10k挡一测试每只LED的正、反向电阻，尤其是反向电阻应越大越好，以电表指针不动为准；④固态继电器SSR选用TLP3502，电路安装前，必须用万用表的R×10k挡测SSR得的输入端和输出端电阻，尤其是测输出端6、8脚的正、反电阻时，一定要使万用表指针一点不动，否则即为坏管；3、结束语此电路经试验表明，原理符合要求，可以做到“人来灯亮

8、，人走灯灭”4，而且选用LED作为照明光源，比较新颖大胆，LED照明产品是新兴行业，它的出现将大大改变人类的照明历史。4