展覽館櫥窗用led光控電路的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-08-20 12:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 于展覽館櫥窗等場所的智能照明系統(tǒng)。恒流驅(qū)動采用 PT4115芯片， LED 作為新一代的照明光源有著極其光明的發(fā)展前景，因此對 LED 驅(qū)動電路的研究有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 此外，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。用它制作?光控電 路 與目前市場上銷售的相比，具有如下特點(diǎn)：（ 1）不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源（ 2）靈敏度高、控制范圍大（ 3）隱蔽性好，可流動安裝 。 大學(xué)本科 生畢業(yè)設(shè)計（報告） 4 第二章 熱釋電紅外傳感器 一、熱釋電紅外傳感器的原理 熱釋電傳感器的工作原理大致可以用以下三個部分來闡述： 1) 將外界輻射轉(zhuǎn)化為自身熱能的吸收階段。 2) 將吸收的熱能用以提升溫度的升溫階段。 3) 將熱信號轉(zhuǎn)化為電信號的測溫階段。 對于特定的響應(yīng)元的熱釋電電流，若輻射的角頻率為定值，那么。熱釋電電流的大小僅與感受的輻射功率大小成正比。同步變化于輻射功率。 從結(jié)構(gòu)上來看，熱釋電傳感器是利用兩 個特征一致的熱電元反向串聯(lián)接成差動平衡電路，那它引入場效應(yīng)管的目的就是為完成相應(yīng)的阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號，所以要引入 N溝道結(jié)型場效應(yīng)管接成共漏形式，以完成阻抗變換。 熱釋電紅外傳感器是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)高 ， 其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成 ， 其極化隨溫度的變化而變化。 為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾 ， 該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式 ， 因而能以非接觸式檢測出物體 放出的紅外線能量變化 ， 并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。 由于熱電元輸出的是電荷信號 ， 并不能直接使用 ， 因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式 ， 該電阻阻抗高達(dá) 104 MΩ， 故引入的 N溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式 （ 即源極跟隨器 ） 來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片 ， 并在它的兩面鍍上金屬電極 ， 然后加電，對其進(jìn)行極化 ， 這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的 ， 因此極化后的 探測元也是有正、負(fù)極性的。 圖 21 結(jié)構(gòu)示意圖 大學(xué)本科 生畢業(yè)設(shè)計（報告） 5 圖 21是一個雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時 D端接電源正極 ， G端接電源負(fù)極 ， S端為信號輸出。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起 ， 目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對于輻射至傳感器的紅外輻射 ， 熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上 ， 從而使傳感器輸出電壓信號。 制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料 ， 它的探測 波長范圍為 ～20μm。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度 ， 該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外 ， 還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。 二、熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用前景 1) 盡量避免陽光盲射。 2) 防止傳感器周圍冷或熱氣流的驟然變化。 3) 避開熱源。 4) 在使用過程中，應(yīng)該保持探測器工作表面的清潔。 5) 在安裝調(diào)試時，還應(yīng)注意防止靜電損壞傳感器。 6) 當(dāng)輸出信號線較長時，應(yīng)使用屏蔽線。 總而言之，由于熱釋電傳感器的穩(wěn)定性能，以及其十分容易改變的中心波長，在各種“開關(guān) 型”器件開發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用。但是，在定量的測量過程中，考慮到精度問題，熱釋電傳感器又暴露出一定的不足。 由于這種形式的測溫系統(tǒng)具有靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，不但有可能取代現(xiàn)有的熱電堆式高溫計和光學(xué)高溫計，而且其測量的下限也拓展到常溫。所以，在紅外測溫等方面，這種測溫系統(tǒng)具有其它類型測溫系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景良好。 大學(xué)本科 生畢業(yè)設(shè)計（報告） 6 第三章 熱釋電紅外傳感器調(diào)理電路 一、 BISS0001 BISS0001 是一款具有較高性能的傳感 器 信號處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。它能 自動快速開啟各類 白熾燈 、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。 BISS0001 是熱釋電紅外控制專用集成電路，其內(nèi)部由輸入放大器、雙向限幅器、狀態(tài)控制器、延時定時器、鎖存定時器和基準(zhǔn)電源等電路組成，如圖 31 所示 ： 圖 31 BISS0001 內(nèi)部電路 二、 BISS0001 工作 參數(shù) （ Vss=0 V） 電源電壓： V ~6 V 輸入電壓范圍： V ~+6 V（ VDD=6 V） 各引出端的最大電流： 177。10 mA（ VDD=5 V） 工作溫度： 10 176。C ~+70 176。C 存放溫度： 65 176。C ~+150 176。C 大學(xué)本科 生畢業(yè)設(shè)計（報告） 7 三、熱釋電紅外控制電路 該熱釋電紅外控制開關(guān)電路由熱釋紅外傳感器 (PIR)、熱釋電紅外控制電路、光控電路 （本設(shè)計中未用） 和控制執(zhí)行電路組成，它在檢測到人體發(fā)射的紅外傳感器信號后在輸出端輸出高電平 。 應(yīng)用電路 如圖 32 所示 ： 圖 32 應(yīng)用電路 熱釋電紅外傳感器應(yīng)與菲涅爾透鏡配合使用，才能提高靈敏度。 在熱釋電紅外傳感器未檢測到人體紅外線信號時， IC 的 2 腳輸出低 電平， Vo 處于截止?fàn)顟B(tài)（低電平）。 當(dāng)有人在熱釋電
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