热释电控制自动节能灯电路

热释电传感器是一种能将人体发出的微弱的红外辐射信号转换为电信号的传感器，称为热释电红外传感器。由人体发射出的热红外线是一种十分微弱的红外辐射，它的信号波长约9. 5μm.

热释电红外传感器能够探测到距传感器10m 以外的人体运动信号并将其转化为电信号输出，因此这种传感器目前被广泛应用于防盗报警器，也被应用在自动控制节能灯的开关控制电路。下面要介绍的是由热释电红外传感器制作的自动节能灯开关电路，它的组成如图3-73 所示。

热释电控制自动节能灯工作原理分析热释电传感器输出的探测信号十分微弱，要使这种信号控制一个电路，必须要将其放大60~70dB ，而且使用的放大器必须要限制在一定的带宽内，以防止噪声对它的干扰。

用来放大热释电传感器输出信号的放大电路，有采用晶体管和场效应管组成的放大电路，有采用运算放大器组成的放大电路和专用的热释电信号放大器，其中应用最多的是运算放大器，其次是专用热释电信号放大器和热释电传感器模块(如前面电路介绍过的HN911) 。采用运算放大器的优点是取材方便，通过对电路的设计，可以针对不同的热释电传感器设计出不同增益和带宽的放大器，充分发挥传感器的效果。本电路采用由运算放大器组成的放大电路对传感器输出的信号进行放大。

热释电控制自动节能灯电路中的信号放大器由两部分组成，第一部分是由lCla 、lClb 组成的两级低频带通高增益放大器，第二部分是由lClc 和lCld 组成的双限电压比较器。

本电路采用的信号电压比较器称为双限式电压比较器，也称为窗口比较器。这个双限电压比较器由lClb~lCld 组成，其中lClc 用作上限比较， lCld 用作下限比较。上限比较器的参考电压加于lClc 的同相输入端，下限比较器的参考电压加于lCld 的反相输入端。上、下限比较器的两个参考电压是通过R5 ， R8 与VDl ， VD2 分压后取得的。由于R5 = 儿，VDl 与VD2 的压降固定为O. 6~0. 7V。设压降为0.6V ，则这个分压器的中点电压(也就是lClb 的反相端电压)等于电源电压(6V) 的一半，即3V。该电压作为带通放大器lClb输出的正弦信号电压的中点。VDl 上端的电压作为上限比较器lClc 的参考电压加在它的同相端，其数值等于3.6V (即3V+0. 6V); VD2 下端的电压作为下限比较器lC1 d 的参考电压加在它的反相端，其数值等于2.4V (即3V一0.6V) 。

由电压比较器的工作原理可知，当同相输入端的电压高于反相输入端的电压时，比较器输出高电平;当同相输入端的电压低于反相输入端的电压时，比较器输出低电平。由于带通放大器的输出电压中点设在3V ，因此双限电庄比较器的门限电压分别设在3.6V 和2.4V。静态时， lCla 输出的干扰信号电压幅度在2. 4~3. 6V 这个范围，这时比较器lClc、lCld 均输出高电平，隔离二极管VD3 ， VD4 被反向偏置而截止。

当有传感信号输入时，带通放大器lCla 输出控制信号。在信号的正半周，当信号电压幅度大于3.6V 时， lClc 输出低电平;在信号的负半周，当信号电压幅度低于2.4V 时，lCld 输出低电平。这样，既保证了在信号的正负半周电压比较器都有触发信号输出，又抑制了干扰信号。

NE555 与Rll 、C7 组成一个脉冲启动的单稳态触发电路，一方面用来触发双向晶闸管VS，另一方面组成单稳态延时电路，使电灯在人离开时延时一段时间后自动关闭。该单稳态触发器由低电平或负向脉冲触发翻转。当lClc、lCld 输出低电平时， lC2 被触发翻转，它的输出端③脚输出高电平。该高电平通过R14 将双向晶闸管VS 触发，使其导通，电灯亮。lC2 翻转后，电源经Rll 向C7 充电，充电时间T = 1. lRl1 C7 句605 0 60s 后电路翻转，lC2 的③脚变为低电平， VS 关断，电灯灭。

在热释电控制自动节能灯电路中，可调电阻R12 、R13 、光敏电阻RG 与lC2 的④脚组成光控电路，使电路仅在夜间起控制作用。而在白天，由于RG 阻值变得很小，④脚在R12 与R13+RG 的分压中处于低电平，将lC2 置于强复位状态，电路处于等待状态。在夜晚，当lC2 被触发翻转后，③脚输出的高电平通过VD5 加至④脚，使④脚不致因灯亮后对RG 的照射而影响电路的工作。

电阻R9 、RIO 作为‘ IC2 的②脚的偏置电路，在静态时将②脚偏置于高电平，使单稳态电路保持稳态。

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