红外感应式灯控芯片PT8A2621及其应用

摘要：介绍了具有红外感应的灯控芯片PT8A2621的主要特点、引脚功能、内部结构和工作原理，同时对PT8A2621的具体应用操作作了较详细的阐述。最后给出了它的典型应用电路。 关键词：灯控；红外；override控制；PIR １　概述 ＰＴ８Ａ２６２１是ＰＴ公司生产的一种采用ＣＭＯＳ技术制作的大规模集成电路芯片ＬＳＩ，主要用于红外感应式运动人体的灯控方面。其输出采用继电器控制方式，可广泛用于走廊、橱房、庭院、会议室、仓库、货栈的节能照明以及其它应用领域。 ＰＴ８Ａ２６２１的主要特点如下： ●内含两级运算放大器，可用于放大信号和滤除噪声干扰； ●片内具有稳压电源，可输出３．６Ｖ电压； ●有三种可控工作模式：ＯＮ／ＡＵＴＯ／ＯＦＦ； ●输出电平适于继电器控制方式； ●可采用越权ｏｖｅｒｒｉｄｅ控制功能； ●当过零检测ＺＣ端信号消失超过３秒时，芯片自动复位； ＰＴ８Ａ２６２１芯片有１６脚ＤＩＰ或ＳＯＰ两种封装形式。 ２　引脚功能 ＰＴ８Ａ２６２１的引脚功能如表１所列。 表1 PT8A2621的引脚功能 引脚号 名 称 功 能 描 述 1 GND 地端 2 RELAY 继电器驱动输出端，输出为高时有效 3 OSCD 输出定时振荡器外接RC端，通过RC调节输出驱动继电器的持续时间 4 OSCS 系统振荡器外接RC端，用于设置系统工作频率，其额定频率为16kHz 5 ZC 交流（AC）过零检测端，内端施密特触发器 6 CDS CDS控制输入端，通过检测光敏电阻端电压来判别是白天还是夜晚 7 MODE 工作模式选择输入端。接至Vcc，2脚输出保护为ON；接地时为OFF；开路时为AUTO 8 Vcc 电源端，5V 9 VEE 内部稳压器输出端，输出电压3.6V，连接PIR（精密红外跟踪）传感器 10 RST 芯片RESET输入端，低有效 11 OP1P 第一级运放同相输入端，可直接连接到PIR传感器的输出 12 OP1N 第一级运放反相输入端 13 OP1O 第一级动放输出端 14 OP2P 第二级运放的同相输入端 15 OP2N 第二级动放的反相输入端 16 OP2O 第二级运放的输出端 ３　工作原理 ＰＴ８Ａ２６２１的内部电路框图如图１所示，各部分电路的功能如下： ３．１ 输入放大滤波和比较电路 该器件中的ＰＩＲ传感器可将检测到的、由人体运动引起的功率变化转变为电压变化。该电压经运放ＯＰ１和ＯＰ２放大滤波后进入比较器电路，和设置的阀值ＶＴＨ＝２．０５ＶＶＴＬ＝１．５５Ｖ进行比较，比较器的输入输出波形关系如图２所示。 ＰＩＲ传感器的电源由芯片内部的一个稳压器供给，ＶＥＥ端的电压为３．６Ｖ，具有４ｍＡ的负载能力。另外，芯片内部稳压器还可为运放ＯＰ２同相端提供１．８Ｖ的电压。 ３．２ 工作模式的选择 ＰＴ８Ａ２６２１有ＯＮ、ＡＵＴＯ和ＯＦＦ三种工作模式可供选择。 在ＯＮ模式，输出端ＲＥＬＡＹ引脚一直为高，从而为继电器提供驱动电压。在ＯＦＦ模式，ＲＥＬＡＹ引脚一直为低电平。在ＡＵＴＯ模式，ＲＥＬＡＹ引脚输出通常为低，只有当ＰＩＲ输入信号为有效触发时，才在一定时间内由ＯＳＣＤ引脚外接的ＲＣ值确定输出高电平，然后返回ＯＦＦ模式。 ＰＩＲ的有效触发包含下面三种情况：第一是在两秒内多于３次触发时；第二是有一个触发信号，但脉宽大于３４０ｍｓ时；第三是在２ｓ内有２次触发，其中一个脉宽大于１６０ｍｓ时。但ＰＩＲ的有效触发能否使引脚ＲＥＬＡＹ输出为高，还得受诸如ＣＤＳ引脚电平等控制条件的限制参见图２。 芯片的三种工作模式可通过改变ＭＯＤＥ引脚的接法来实现。表２给出了相应的接法。 表2 MODE引脚的接法 MODE引脚接至的位置 工作模式 Vcc ON GND OFF 开路 AUTO ３．３ ＯＳＣＳ和ＯＳＣＤ 通过ＯＳＣＳ引脚外接的ＲＣ电路可产生１６ｋＨｚ的系统频率，该频率经计数分频后加于控制电路，同时还可用于控制延迟电路的工作。 而延迟振荡则通过ＯＳＣＤ引脚外接的ＲＣ电路来获得从ＡＵＴＯ模式转换为ＯＮ模式的接通时间。 ３．４ ＣＤＳ控制 如果将ＣＤＳ引脚通过一光敏电阻器连接到地。那么，在白天有光照时，ＣＤＳ引脚为低电平；而在夜晚缺少光照时，ＣＤＳ引脚为高电平。由于ＣＤＳ引脚内接有施密特触发器，因此，可用于控制使能ＰＩＲ的有效触发，即当ＣＤＳ引脚为高时，ＰＩＲ的有效触发才能使ＲＥＬＡＹ脚输出为高，也就是说，ＣＤＳ控制的目的是为了区别白天和夜晚，从而使白天控制灯不会点亮。ＣＤＳ引脚的高电平必须大于５秒才具有使能作用。若不用ＣＤＳ控制，可将ＣＤＳ引脚接至ＶＣＣ。 ３．５ 上电初始化和ＲＥＳＥＴ ＰＴ８Ａ２６２１芯片的上电初始化时间为４０ｓＲＳＴ引脚开路，若ＲＳＴ引脚接一外电容ＣＲＳＴ到地，可以延长芯片上电初始化时间。在上电初始化时间内，ＰＩＲ触发被禁止。 ３．６ ＺＣ控制 由于ＰＴ８Ａ２６２１的ＺＣ引脚内接施密特电路，因而可对ＺＣ引脚的输入信号进行过零检测。若ＺＣ信号消失大于３ｓ，芯片将重新初始化，初始化时间为４０ｓ，此时ＲＳＴ引脚的外接电容对其没有影响。 图3 PT8A2621的典型应用电路 ３．７ 越权控制ｏｖｅｒｒｉｄｅ ＰＴ８Ａ２６２１芯片同时具有越权控制功能。所谓越权控制是指通过切换电源开关在３ｓ内切换电源开关两次来改变芯片工作模式的控制功能。当芯片工作于ＡＵＴＯ模式时：若进行越权控制，则芯片可从ＡＵＴＯ模式转向ＯＮ模式，此时若再进行越权控制，则芯片又将返回ＡＵＴＯ模式；若ＯＮ模式不再出现越权控制，则芯片在ＯＮ模式工作８小时后自动返回ＡＵＴＯ模式。越权控制是通过ＺＣ引脚的输入信号来实现的。 ４　应用 ＰＴ８Ａ２６２１的典型应用电路如图３所示。图中，Ｓ１开关可以用作越权控制，芯片的ＶＣＣ电压通过整流稳压电路提供，继电器Ｊ１用于灯控，电路的其它部分功能前面已经说明，这里不再赘述。 由于ＰＴ８Ａ２６２１芯片的控制功能较多，除图３所示的节能灯控外，也可以用来设计一个红外报警器。此外，工作在ＡＵＴＯ模式时，也可以用越权控制功能对多个灯进行同开同关的控制。