解析红外自控LED节能灯具设计方案

如今，LED照明灯具的节能已是路人皆知了，LED照明灯具加上红外线传感器，可实现自动控制——无人时灯具自动关闭，有人时灯具自动照亮，人走后灯具自动熄灭，可以真正做到照明的节能省电。由此，红外传感器将大举进入LED照明领域。本文就红外自控LED节能灯具设计方案进行探索。  

红外自控LED节能灯具系统方案  

红外传感器输出的信号很小，必须加以放大才能使用，因此红外自控LED节能灯具系统方案设计思路如图1所示，将红外传感器的微弱信号通过一个四运放（LP2902M）的仪表放大器放大和比较，经CD4538多谐振荡器组成的计时器电路，再经一大功率三极管驱动继电器实现LED电源的开闭，由LED驱动电源去点亮灯具中的LED光源或LED光源阵列，电原理图如图2所示。

红外传感器  

尼赛拉的红外传感器是一种热释电红外传感器，它是用具有热电性能材料制成的热探测器，是产业界用得较多的红外传感器之一。  

热释电红外传感器表层温度无变化时， 敏感元电荷保持平衡T [K] ， 当接收外界红外辐射，表层温度即发生变化， 敏感元随之变化，T+ΔT[K]。即由于外界的红外辐射而引起传感器敏感元表层温度变化时，红外传感器才释放出电荷（电流）；当温度变化趋于稳定，内部电荷就趋于平衡，敏感元就没有电荷（电流）产生，对静止的热源体没有电流输出。利用红外传感器这一特性，可以及时检测运动的红外热源，如人类的走动。红外传感器是一种被动型温度敏感器件，对应用环境温度不苛求，灵敏度高，光谱响应宽，可广泛用于各种红外入侵探测器、照明灯具的自动感应开关。  

菲涅尔透镜  

红外热释电传感器的成功应用需借助于菲涅尔透镜，菲涅尔透镜在红外热释电传感器前具有聚焦和视角调制的作用，菲涅尔透镜可扩大红外热释电传感器接收红外信号源的视角和探测区域， 因此可以监视运动中的红外源或移动热源。菲涅尔透镜一般种类有：水平多分割式（或称水平幕帘式、特殊应用）、垂直多分割式（或称垂直幕帘式、特殊应用）、水平垂直分割式（常用）、圆锥多区分割式（顶视式、常用）等数种，应按不同灯具的产品功能需要来选用。菲涅尔透镜是由专业厂家制作的，有专门的光学设计，经专用模具压制的特种塑料零件。

信号放大处理和控制功能集成化 

 信号放大处理和控制功能集成化对于红外自控LED节能灯具系统方案的普遍推广有特殊意义，只有应用电路简化了，应用成本低了，有了好的性价比，才有可能被广泛应用。图3是热释电红外传感器专用信号处理电路BISS0001的实际应用图。由于它的电路元器件少，组装工艺简单，可靠性好，因而被大量使用。  

BISS0001是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路，可广泛应用于多种传感器和延时控制器。