智能感应调光灯-毕业论文

摘要

摘要

随着节能环保意识的提高，节能灯产业得到了迅猛的发展。节能灯在追求节能环保的同时，也趋向功能细分化，功能多样化发展。本文设计的智能感应调光灯，就是以人到灯亮，人走灯灭为原则设计的功能化产品。

实现方法主要是利用红外处理芯片BISS0001对红外信号进行处理，并根据节能灯内部电子镇流器工作原理，应用此红外信号实现对灯的工作状态的控制。工作内容主要包括对红外信号接收和处理系统，低压供电和转化控制系统，电子镇流器系统的设计及构建。其中信号处理系统、低压供电和转化控制系统是整个系统的关键。

信号处理过程主要是利用BISS0001对传入的红外信号进行放大、比较等处理，最后把处理结果输出到转化控制系统。转换控制系统实现处理结果对镇流器工作状态的控制。低压供电系统贯穿整个信号采集、处理、输出控制过程。

关键词：红外信号处理，低压供电电路，智能感应开关，电子镇流器状态控制

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ABSTRACT

Abstract

Along with the exaltation of energy saving and environmental protection consciousness,energy-saving lamp industry has been rapid development. While pursuing better performance of energy saving and environmental protection, the direction of development is that energy-saving lamp tends to feature segmentation, functional diversification. In this paper, the design of smart sensors dimming light, that is, in order to achieve the target that if someone passes by ,the energy-saving lamp is lighting ;or the light is out.

The main achievable method is using infrared signals processing IC BISS0001 t, and in accordance with working principle of electronic ballast, using the infrared signal to control the state of energy-saving lamp. The main contents of work includes the infrared signal receiving and processing part, low-voltage power supply and control part, electronic ballast part. Among them ,the infrared signal processing part, low-voltage power supply and control part is the key to the whole system.

Infrared signal processing mainly amplify and compare with the incoming infrared signal by BISS0001 chip, and output the final results to control part. The control part achieves the results control the state of Electronic Ballast. Low-voltage power supply part is throughout the signal acquisition, processing and achieving the control.

Key words:infrared signal processing, low-voltage power supply circuits, smart sensors switch, control of electronic ballast state

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目录

第一章引言 (1)

第二章系统框架 (3)

第三章主要元件及电子镇流器原理 (4)

3.1 被动式热释电红外探头 (4)

3.1.1 热释电效应 (4)

3.1.2 被动式热释电红外传感器的工作原理与特性 (5)

3.1.3 被动式热释电红外探头的优缺点 (6)

3.1.4 热释电红外探头处理芯片原理及应用 (6)

3.2菲涅尔透镜 (7)

3.3光敏电阻 (8)

3.3.1 光敏电阻原理 (9)

3.3.2 光敏电阻分类 (9)

3.3.3 光敏电阻主要参数 (10)

3.3.4 光敏电阻制作材料 (10)

3.5 红外热释电处理芯片BISS0001 (10)

3.6 电子镇流器 (15)

3.6.1半桥逆变电路工作原理 (15)

3.6.2 电容C5的续流作用 (18)

第四章电路原理分析 (19)

4.1供电系统 (19)

4.1.1阻容降压原理及电路 (19)

4.1.2 电阻分压原理及电路 (21)

4.2 信号采集及处理系统 (22)

4.3 输出控制系统 (24)

4.3.1应用可控硅控制方案分析 (24)

4.3.2应用继电器控制方案分析 (27)

4.3.3停振控制方案分析 (28)

4.4 电子镇流器应用电路分析 (30)

第五章硬件电路的调试 (32)

5.1 控制小片板设计与制作 (32)

III

5.2 控制片板的性能测试 (34)

结束语 (39)

参考文献 (40)

致谢 (41)

附录 (42)

外文资料原文 (43)

外文资料译文 (47)

IV

第一章引言

第一章引言

一般地，在获得节能灯同等照明程度的前提下，普通的日光灯比白炽灯节电已是人们所共知的事实，而采用电子镇流器的节能荧光灯相对于普通日光灯（采用电感式镇流器）又可节电40%。市场上常见的llw紧凑型节能灯更相当于60w 白炽灯，光效提高了5倍，节电80％以上。为什么会现这样高的光效呢？

因为节能灯并非靠灯丝被加热到白炽态而发光的，这就大大降低了白炽灯进行"电--光"转换时的大量热能损耗。再就是节能灯采用了稀土三基色荧光粉和电子镇流器，发光效率更高。普通日光灯的启辉电压较低，只能配用较粗的灯管，而带电子镇流器的节能灯可提供高启辉电压，配用细管径灯管很合适，这样又可节电约10%。

节能灯除了节电节钱外，还有许多优点：①功率因数高，可以降低电网线损。

②低电压可以启动，而且电压的变化并不会带来太大的亮度改变，这比白炽灯要强得多。③色还原性好，在灯光下可准确反映物体的真实颜色。④常用的色温等级从2700-6400K，满足家庭各种情况照明需要。选用3000K以下的低色温能获得白炽灯的"温暖"效果（蛋黄色），相反地，若想获得清丽、明快的照明效果（日光色）选用5000K以上高色温就很合适。⑤发热量低，属"冷光源"。⑥无闪烁感，有益于眼保健。

市场规模及流行趋势近年国内住房条件提升而不断改善，大部分家庭住宅设计均有客厅、饭厅、卧室、厨房、浴室等。同时，在居室装修中根据每个房间的不同用途，相应安装不同种类的吊灯、壁灯、天花灯、落地灯及台灯。此外，还有一些特殊用途的灯，如壁柜灯、油烟机照明灯、镜前灯、夜灯等等，从以前的一室一灯演变成现在的一室多灯。随着生活水平逐步提高，各式各样的灯具除要满足照明的需求外，亦要符合装饰和美化居室的效果，因此，加速了灯具灯饰行业的发展。据报道，目前占据全国灯饰市场超过四成市场份额的中山古镇，自90年代以来，上缴国家税收额每年均以约20%的速度递增，反映不断扩大的灯饰市场。现时中国内地已成为了灯饰消费大国，年需求各类灯饰在5,000万台以上。由于国内生活水平不断提高，人民向往较佳的生活质素，对灯具灯饰也不断提出了新要求，近年内地灯饰市场有以下发展趋势：

功能细分。人们要求灯具能符合不同场合，不同照光功能的需求日高，因此适用于各种使用要求的灯具遂应运而生，如学生灯、书写灯、应急灯、日光灯、霞光灯、晚餐灯以及不同高度的落地灯等新品叠出。

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高技术化。由于电子技术被广泛用于灯具的制造，适应不同的电压，使可调节亮度的第三代照光灯具多起来。无频闪灯、3种波长色谱可调灯、放射远红外光灯等具备保护视力功能的灯具也开始推出市场。

多功能化。符合当前的消费时尚、集多种功能于一体的灯如床头兼作光敏电话自控灯、带八音盒台灯等，是近年另一需求特点。

节能环保。新推出的高科技无频闪书写灯，光线平稳并可节能源50%，这种灯具很受消费者的欢迎。环保是灯具生产技术的崭新主题，显示人们对居室生态环境的重视，这亦是未来家居照明的主要发展方向。

造型设计。过去人们喜欢设计简单的传统灯饰，但近年优质新款的灯饰在国内日渐大行其道。随着大客厅、小卧室格式的楼房设计逐渐流行，客厅、饭厅已逐渐占据居室装饰的重点，而灯饰选择更注重设计美观和与整体装饰和谐统一。

在楼道等特殊场所，为了适应节能方便等要求，节能灯最好在有人经过时，能自动处于点亮状态，而人离开后又能自动熄灭。

智能感应调光灯就是就是一款功能化的节能灯产品。设计的目标功能是当有人进入开关感应范围时，红外传感器探测到人体红外光谱的变化，节能灯自动点亮。人不离开且在活动，灯保持点亮状态；人离开后，灯在延时一定时间后自动熄灭；当又有人经过时，灯又可点亮。，即拥有人到灯亮，人离灯熄的功能，安全节能。

为此，工作的主要内容是设计一个能利用人体红外信号控制节能灯的发光状态的系统。

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第二章系统框架

第二章系统框架

研究目标智能感应灯，有两个方向，一是做独立的感应开关，用来控制普通的紧凑型节能灯；另外是将感应开关直接设计在节能灯内，做成一体化的节能灯。拥有基本功能人到灯亮，人离灯熄，并在白天环境亮度高时保持熄灭状态。

考虑成本、性能和受广大用户欢迎程度，采用被动式热释电红外探头作为智能感应灯的传感器。基于节能方便等要求，要求节能灯有感光抑制功能，即在白天环境亮度很高时，灯处于灭的状态，不会受传感器触发而点亮。人到灯亮，灯需处于点亮状态一段时间后再判断是否熄灭，需要输出有一定的延时，并由个人喜好不同要求能方便的调节延时时间。环境亮度低时，灯被触发点亮，环境亮度会提高，即使灯光光谱与日光光谱不同，这种影响也不可忽略。为消除这类干扰，在感光抑制中，可以更改电路结构，使灯在点亮后提高对环境亮度判断的阀值。在红外探测中，结构上尽量避免灯光直射；在线路功能中，加入使灯在熄灭后在一定时间内禁止点亮的功能，使红外探头有足够的时间回复到平稳状态。

红外探头和光敏元件经信号放大及处理电路，输出可控制灯状态的触发信号。触发信号经转化电路可实现控制灯供电系统、电子镇流器振荡状态等就可实现目标功能。

信号收集、处理及输出部分的供电系统采用低压直流系统，可用各种线路取得。由此，可由基本功能得到系统基本框图，如图2-1。

图2-1基本电路系统框图

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第三章主要元件及电子镇流器原理

3.1 被动式热释电红外探头

热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器。它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。早在1938年，有人就提出利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视。直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用开发。近年来，伴随着集成电路技术的飞速发展，以及对该传感器的特性的深入研究，相关的专用集成电路处理技术也迅速增长[6]。

3.1.1 热释电效应

当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，图3-1表示了热释电效应形成的原理。

图3-1 热释电效应原理

能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电元件，其常用的材料有单晶(LiTaO3 等)、压电陶瓷（PZT等）及高分子薄膜（PVFZ等）。

热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻

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第三章主要元件及电子镇流器原理

抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时，ΔT=0，传感器无输出。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见图3-2所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm~12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。

图3-2 热释电传感器的内部电路及结构

如果我们在热电元件接上适当的电阻，当元件受热时，电阻上就有电流流过，就可以在两端得到电压信号。

3.1.2 被动式热释电红外传感器的工作原理与特性

在自然界，任何高于绝对温度（-273K）的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的，而且辐射能量的大小与物体表面温度有关。

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人体都有恒定的体温，一般在37°C左右，会发出10mm左右特定波长的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后经检测处理后就能产生报警信号。被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且制成的两个电极化方向正好相反（如图3-2侧视图C），环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

3.1.3 被动式热释电红外探头的优缺点

不同于主动式红外传感器，被动红外传感器本身不发任何类型的辐射，隐蔽性好，器件功耗很小，价格低廉。但是，被动式热释电传感器也有缺点，如：

①信号幅度小，容易受各种热源、光源干扰；

②被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；

③易受射频辐射的干扰；

④环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵；

⑤被动红外探测器的主要检测的运动方向为横向运动方向，对径向方向运动

的物体检测能力比较差。

3.1.4 热释电红外探头处理芯片原理及应用

虽然被动式热释电红外探头有些缺点，但是利用特殊信号处理方法后，仍然使它在某些领域具有广阔的应用前景。因此，有很多生产商根据PIR传感器的特性设计了专用的信号处理器，比如PTI PT8A26XXP、WELTREND WT8072,BISS0001。

由于PIR 信号变化缓慢、幅值小，针对该特点，专用信号处理器一般分为三步处理，如图3-3，具体处理步骤如下：

①滤波放大

普通PIR传感器输出信号幅值一般都很小，大约几百微伏到几毫伏，为了后续电路能作有效的处理，考虑到传感器的信噪比，通常取增益72.5dB，通带0.3Hz~7Hz。同时，由于是处理模拟小信号，所以为了保证放大器的工作稳定可靠，电路中需要一个稳压器用于给传感器、放大器和比较器供电。

②窗口比较器

经过放大后的信号通过窗口比较器后检出满足幅值要求的信号后，再转换成

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第三章主要元件及电子镇流器原理

一系列数字脉冲信号。

③噪声抑制数字信号处理

根据对人体运动特点以及传感器的特性的长期研究，用固定时间内计脉冲个数和测脉冲宽度的方法来甄别有效的人体信号，这里由系统振荡器提供时钟源（16kHz）。具体判别方法如下：

判别操作限制在2s内；脉冲宽度低于24ms的都算作噪声，不予处理；单个有效脉冲：宽度必须大于340 ms；双脉冲，其中宽的必须大于160ms ，窄的大于24ms ；三个脉冲有效，每个都必须大于24ms 。

图3-3 热释电信号处理过程

经过上述三步处理后就能准确、可靠地判断人体信号。根据具体应用场合实现既定控制，例如报警器自动告警，自动开启某个设备。PT8A26XX 系列主要是用于自动延时开关，其中延时可调，还可设定白天不工作。另外其它几个公司处理器功能都基本类似，在节能领域应用较广。

3.2菲涅尔透镜

菲涅尔透镜 (Fresnel lens) 多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。

菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜

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放大镜、红外探测器等。

菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的

图3-4 菲涅尔透镜

移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。

菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹.通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用.传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。典型的例子就是PIR（被动红外线探测器）。PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看，你会发现在每个PIR上都有个塑料的小帽子。这就是菲涅尔透镜。小帽子的内部都刻上了齿纹。这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到10微米左右（人体红外线辐射的峰值）。成本相当的低。

菲涅耳透镜可以把透过窄带干涉滤光镜的光聚焦在硅光电二级探测器的光敏面上，菲涅尔透镜由有机玻璃制成,不能用任何有机溶液(如酒精等)擦拭，除尘时可先用蒸馏水或普通净水冲洗,再用脱脂棉擦拭。

3.3光敏电阻

光敏电阻器（photovaristor）又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，

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第三章 主要元件及电子镇流器原理

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电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电

图3-5 光敏电阻结构及外观

路中电流增强。一般光敏电阻器结构如图3-5所示。 3.3.1 光敏电阻原理

用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。 在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

3.3.2 光敏电阻分类

根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：

紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。

红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。

可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、

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硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。

3.3.3 光敏电阻主要参数

光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性光谱特性，频率特性，温度特性。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。没有极性，纯粹是个电阻期间，使用时可加直流也可以加交流。

3.3.4 光敏电阻制作材料

用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。光敏电阻的原理结构如图2.6.1所示。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

3.5 红外热释电处理芯片BISS0001

BISS0001是一款高性能的传感信号处理集成电路。静态电流极小，配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式的热释电红外传感器，就能用于本系统中。

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第三章主要元件及电子镇流器原理

图3-6 BISS0001外接引脚图

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。其外接引脚图及内部框图如下：

图3-7 BISS0001内部框图

各引脚的定义和功能如下：

VDD—工作电源正端。范围为3~5V。

Vss—工作电源负端。一般接0V。

IB—运算放大器偏置电流设置端。经RB接VSS端，RB取值为1M左右。

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1IN-—第一级运放放大器的反相输入端。

1IN+—第一级运放放大器的同相输入端。

1OUT—第一级运算放大器的输出端。

2IN-—第二级运算放大器的反相输出端。

2OUT—第二级运算放大器的输出端。

Vc—触发禁止端。当Vc＜VR时禁止触发；当VC＞VR时允许触发。VR≈0.2VDD。VRF—参考电压及复位输入端。一般接VDD。接“0”时可使定时器复位。

A—可重复触发和不可重复触发控制端。当A=“1”时，允许重复触发，当A=“0”时，不可重复触发。Vo—控制信号输出端。由Vs上跳边沿触发使Vo从低电平跳变到高电平时为有效触发。在输出延时间Tx之外和无Vs上跳变时Vo为低电平状态。

RR1RC1—输出延迟时间Tx的调节端。Tx≈49152R1C1。

RR2RC2—触发封锁时间Ti的调节端。Ti≈24R2C2。

以下图3-8所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。不可重复触发工作方式下的波形。

图3-8 不可重复触发工作模式波形

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第三章主要元件及电子镇流器原理

首先，根据实际需要，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，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号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=5V时，可有效抑制±1V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VcVR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，即所谓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）,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

以下图3-9所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo 在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs

图3-9 不可重复触发模式波形

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上跳变时刻起继续延长一个Tx 周期；若Vs 保持为“1”状态，则Vo 一直保持有效状态；若Vs 保持为“0”状态，则在Tx 周期结束后Vo 恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti 时间内，任何Vs 的变化都不能触发Vo 为有效状态。

其典型应用电路如图3-10：

图3-10 热释电红外开关原理图

其主要电参数如下表3-11所示：

表3-11 BISS0001直流特性参数

第三章 主要元件及电子镇流器原理

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3.6 电子镇流器

电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，其基本工作原理是：工频电源经过射频干扰（RFI ）滤波器，全波整流和无源（或有源）功率因数校正器（PPFC 或APFC ）后，变为直流电源。通过DC/AC 变换器，输出20K-100KHZ 的高频交流电源，加到与灯连接的LC 串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使灯管"放电"变成"导通"状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等[1]。

3.6.1半桥逆变电路工作原理

图3.13 所示是半桥逆变电路的基本形式。

BX 是10欧姆的保险电阻，用于保护整个电子镇流器，也是抗浪涌电阻，在接通电源的瞬间，整个电子镇流器上的电容，尤其是大电解电容，会有很大的瞬时充电电流，对电网及电子镇流器会产生冲击，加上电阻后，就可以很大程度的

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消除这种瞬时冲击。合理选择电阻功率，可以起到保险丝作用，又不会影响镇流器寿命。

图3-13 半桥逆变电路基本形式

二极管VD1~VD4组成桥式整流电路将交流电压（频率为50/60HZ ）转换为电解电容C1上的只留脉动电压。电容C0起平滑滤波之用，其值越大，此电压也越稳定。在电路分析和计算时，均视此电压为某一恒定的直流电压，其值约为输入电压峰值，并以VDC(E)表示之。

三极管VT1、VT2组成有源半桥支路，电容C0、C11组成无源半桥支路，半桥中点电压为直流电压的一半，即为E/2，灯管作为负载与电感B1相串联，跨接在两个半桥中点之间。VT1、VT2是半桥逆变电路中的重要组件，起着功率开关的作用，选择时，应优先考虑其开关参数。其工作原理是：加上电源后，由直流电压VDC(E)提供的电流经R1对积分电容C2充电，一旦此电压达到并超过触发二极管DB3的转折电压（约30~40V ）后，该二极管击穿导通，并有电流流入VT2的基级，使VT2导通，此时，电流流经的路径为电源VC1—C0—灯丝—C4—灯丝—电感B1—磁环变压器Tr 的初级绕组L3—VT2的集电极—地。

VT2集电极电流的增长趋势在磁环变压器的初级绕组L3上产生感应电动势，同时在次级（L1、L2）也产生感应电动势，其极性是使各绕组上用·表示的同名端为正，从而使VT2的基级电位升高，基级电流、集电极电流进一步加大，即在