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。
一、特点
采用 CMOS 工艺、数模混合设计,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。
二、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。
在不可重复触发工作方式下,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 进行第二级放大,同时将直流电位抬高为 VM(≈0.5VDD);之后把输出信号 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 = 5 V 时可有效抑制 ±1 V 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 > 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,这就是所谓的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),从而可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

图 1 BISS0001 热释电红外开关应用电路
图 1 是 BISS0001 的热释电红外开关应用电路: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,驱动继电器接通负载。

图 2 BISS0001 内部结构框图
图 1 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 10 kΩ,实际使用时可以用 3 kΩ,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 Ω,C6/C7 可选 0.1 μF。

图 3 BISS0001 应用电路(一)

图 4 BISS0001 应用电路(二)

图 5 BISS0001 工作波形