紅外感應(yīng)式燈控芯片PT8A2621及其應(yīng)用
關(guān)鍵詞:燈控;紅外;override控制;PIR
1 概述
PT8A2621是PT公司生產(chǎn)的一種采用CMOS技術(shù)制作的大規(guī)模集成電路芯片?LSI?,主要用于紅外感應(yīng)式運(yùn)動(dòng)人體的燈控方面。其輸出采用繼電器控制方式,可廣泛用于走廊、櫥房、庭院、會(huì)議室、倉庫、貨棧的節(jié)能照明以及其它應(yīng)用領(lǐng)域。
PT8A2621的主要特點(diǎn)如下:
●內(nèi)含兩級運(yùn)算放大器,可用于放大信號和濾除噪聲干擾;
●片內(nèi)具有穩(wěn)壓電源,可輸出3.6V電壓;
●有三種可控工作模式:ON/AUTO/OFF;
●輸出電平適于繼電器控制方式;
●可采用越權(quán)?override?控制功能;
●當(dāng)過零檢測?ZC?端信號消失超過3秒時(shí),芯片自動(dòng)復(fù)位;
PT8A2621芯片有16腳DIP或SOP兩種封裝形式。
2 引腳功能
PT8A2621的引腳功能如表1所列。
表1 PT8A2621的引腳功能
引腳號 | 名 稱 | 功 能 描 述 |
1 | GND | 地端 |
2 | RELAY | 繼電器驅(qū)動(dòng)輸出端,輸出為高時(shí)有效 |
3 | OSCD | 輸出定時(shí)振蕩器外接RC端,通過RC調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)繼電器的持續(xù)時(shí)間 |
4 | OSCS | 系統(tǒng)振蕩器外接RC端,用于設(shè)置系統(tǒng)工作頻率,其額定頻率為16kHz |
5 | ZC | 交流(AC)過零檢測端,內(nèi)端施密特觸發(fā)器 |
6 | CDS | CDS控制輸入端,通過檢測光敏電阻端電壓來判別是白天還是夜晚 |
7 | MODE | 工作模式選擇輸入端。接至Vcc,2腳輸出保護(hù)為ON;接地時(shí)為OFF;開路時(shí)為AUTO |
8 | Vcc | 電源端,5V |
9 | VEE | 內(nèi)部穩(wěn)壓器輸出端,輸出電壓3.6V,連接PIR(精密紅外跟蹤)傳感器 |
10 | RST | 芯片RESET輸入端,低有效 |
11 | OP1P | 第一級運(yùn)放同相輸入端,可直接連接到PIR傳感器的輸出 |
12 | OP1N | 第一級運(yùn)放反相輸入端 |
13 | OP1O | 第一級動(dòng)放輸出端 |
14 | OP2P | 第二級運(yùn)放的同相輸入端 |
15 | OP2N | 第二級動(dòng)放的反相輸入端 |
16 | OP2O | 第二級運(yùn)放的輸出端 |
3 工作原理
PT8A2621的內(nèi)部電路框圖如圖1所示,各部分電路的功能如下:
3.1 輸入放大濾波和比較電路
該器件中的PIR傳感器可將檢測到的、由人體運(yùn)動(dòng)引起的功率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?。該電壓?jīng)運(yùn)放OP1和OP2放大濾波后進(jìn)入比較器電路,和設(shè)置的閥值?VTH=2.05V?VTL=1.55V?進(jìn)行比較,比較器的輸入輸出波形關(guān)系如圖2所示。
PIR傳感器的電源由芯片內(nèi)部的一個(gè)穩(wěn)壓器供給,VEE端的電壓為3.6V,具有4mA的負(fù)載能力。另外,芯片內(nèi)部穩(wěn)壓器還可為運(yùn)放OP2同相端提供1.8V的電壓。
3.2 工作模式的選擇
PT8A2621有ON、AUTO和OFF三種工作模式可供選擇。
在ON模式,輸出端RELAY引腳一直為高,從而為繼電器提供驅(qū)動(dòng)電壓。在OFF模式,RELAY引腳一直為低電平。在AUTO模式,RELAY引腳輸出通常為低,只有當(dāng)PIR輸入信號為有效觸發(fā)時(shí),才在一定時(shí)間內(nèi)?由OSCD引腳外接的RC值確定?輸出高電平,然后返回OFF模式。
PIR的有效觸發(fā)包含下面三種情況:第一是在兩秒內(nèi)多于3次觸發(fā)時(shí);第二是有一個(gè)觸發(fā)信號,但脈寬大于340ms時(shí);第三是在2s內(nèi)有2次觸發(fā),其中一個(gè)脈寬大于160ms時(shí)。但PIR的有效觸發(fā)能否使引腳RELAY輸出為高,還得受諸如CDS引腳電平等控制條件的限制?參見圖2?。
芯片的三種工作模式可通過改變MODE引腳的接法來實(shí)現(xiàn)。表2給出了相應(yīng)的接法。
表2 MODE引腳的接法
MODE引腳接至的位置 | 工作模式 |
Vcc | ON |
GND | OFF |
開路 | AUTO |
3.3 OSCS和OSCD
通過OSCS引腳外接的RC電路可產(chǎn)生16kHz的系統(tǒng)頻率,該頻率經(jīng)計(jì)數(shù)分頻后加于控制電路,同時(shí)還可用于控制延遲電路的工作。
而延遲振蕩則通過OSCD引腳外接的RC電路來獲得從AUTO模式轉(zhuǎn)換為ON模式的接通時(shí)間。
3.4 CDS控制
如果將CDS引腳通過一光敏電阻器連接到地。那么,在白天有光照時(shí),CDS引腳為低電平;而在夜晚缺少光照時(shí),CDS引腳為高電平。由于CDS引腳內(nèi)接有施密特觸發(fā)器,因此,可用于控制使能PIR的有效觸發(fā),即當(dāng)CDS引腳為高時(shí),PIR的有效觸發(fā)才能使RELAY腳輸出為高,也就是說,CDS控制的目的是為了區(qū)別白天和夜晚,從而使白天控制燈不會(huì)點(diǎn)亮。CDS引腳的高電平必須大于5秒才具有使能作用。若不用CDS控制,可將CDS引腳接至VCC。
3.5 上電初始化和RESET
PT8A2621芯片的上電初始化時(shí)間為40s?RST引腳開路?,若RST引腳接一外電容CRST到地,可以延長芯片上電初始化時(shí)間。在上電初始化時(shí)間內(nèi),PIR觸發(fā)被禁止。
3.6 ZC控制
由于PT8A2621的ZC引腳內(nèi)接施密特電路,因而可對ZC引腳的輸入信號進(jìn)行過零檢測。若ZC信號消失大于3s,芯片將重新初始化,初始化時(shí)間為40s,此時(shí)RST引腳的外接電容對其沒有影響。
圖3 PT8A2621的典型應(yīng)用電路
PT8A2621芯片同時(shí)具有越權(quán)控制功能。所謂越權(quán)控制是指通過切換電源開關(guān)?在3s內(nèi)切換電源開關(guān)兩次?來改變芯片工作模式的控制功能。當(dāng)芯片工作于AUTO模式時(shí):若進(jìn)行越權(quán)控制,則芯片可從AUTO模式轉(zhuǎn)向ON模式,此時(shí)若再進(jìn)行越權(quán)控制,則芯片又將返回AUTO模式;若ON模式不再出現(xiàn)越權(quán)控制,則芯片在ON模式工作8小時(shí)后自動(dòng)返回AUTO模式。越權(quán)控制是通過ZC引腳的輸入信號來實(shí)現(xiàn)的。
4 應(yīng)用
PT8A2621的典型應(yīng)用電路如圖3所示。圖中,S1開關(guān)可以用作越權(quán)控制,芯片的VCC電壓通過整流穩(wěn)壓電路提供,繼電器J1用于燈控,電路的其它部分功能前面已經(jīng)說明,這里不再贅述。
由于PT8A2621芯片的控制功能較多,除圖3所示的節(jié)能燈控外,也可以用來設(shè)計(jì)一個(gè)紅外報(bào)警器。此外,工作在AUTO模式時(shí),也可以用越權(quán)控制功能對多個(gè)燈進(jìn)行同開同關(guān)的控制。
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