人体红外感应开关电路原理

红外热释电处理芯片BISS0001

BISS0001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白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。

特点

*CMOS工艺

*数模混合

*具有独立的高输入阻抗运算放大器

*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰

*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器

*采用16脚DIP封装

管脚图

管脚说明

引脚名称I/O功能说明

1A I可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复

触发；反之，不可重复触发

2VO O控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从

低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间

Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。

3RR1--输出延迟时间Tx的调节端

4RC1--输出延迟时间Tx的调节端

5RC2--触发封锁时间Ti的调节端

6RR2--触发封锁时间Ti的调节端

7VSS--工作电源负端

8VRF I参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器

复位

9VC I触发禁止端。当VcVR时允许触发(VR≈

0.2VDD)

10IB--运算放大器偏置电流设置端

11VDD--工作电源正端

122OUT O第二级运算放大器的输出端

132IN-I第二级运算放大器的反相输入端

141IN+I第一级运算放大器的同相输入端

151IN-I第一级运算放大器的反相输入端

161OUT O第一级运算放大器的输出端

工作原理

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等构成的数模混合专用集成电路。

以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。不可重复触发工作方式下的波形

首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。 COP3是一个条件比较器。当输入电压Vc

触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态（高电平）,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

以下图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。

应用线路图

BISS0001的热释电红外开关应用电路图

上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。

上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用

3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U。

BISS0001的PDF文档，即原理图下载链接（复制到地址栏按回车）：

/biss0001.pdf

红外检测专用BISS0001芯片DIP每片2.9元贴片每片3元

360度球形菲涅耳透镜，每个1.5元（台湾生产）

焦距：10.5 毫米

角度：120°

探测距离：7米

尺寸：Ф23

体积：24*24*15毫米

超小型迷你球形菲涅耳透镜，每个1.7元

角度：90°

探测距离：3米

尺寸：Ф13

体积：13*10毫米

这款透镜分成上下两个部分，下部的园环可以直接戴在RE200B一类的热释电元件上，上部的透镜直径只有13毫米，便于在外壳上开孔。

配套的热释电元件RE200B 体积：8.3*4.2mm每个5.8元灵敏元面积2.0×1.0mm2

基片材料硅

基片厚度 0.5mm

工作波长 7-14μm

平均透过率＞75%

输出信号＞2.5V

(420°k黑体1Hz调制频率0.3-3.0Hz 带宽72.5db增益) 噪声＜200mV

(mVp-p) (25℃)

平衡度＜20%

工作电压 2.2-15V

工作电流 8.5-24μA

(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃)

源极电压 0.4-1.1V