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芝芯方案|人體傳感器設(shè)計秘籍,親啟

東芝半導體 ? 來源:未知 ? 2023-09-06 17:40 ? 次閱讀

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人體傳感器是設(shè)計用于檢測人體靠近或離開等特征的電子設(shè)備。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,其在消費電子、汽車、醫(yī)療設(shè)備、樓宇自動化、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域掀起了熱浪。在智能手機和可穿戴設(shè)備上幾乎都能見到它的身影,用來檢測人體移動過程或者跌倒告警是當今一種重要的技術(shù)手段。同時,在家庭和企業(yè)安全系統(tǒng)中也得了廣泛的應用,例如人體探測器燈、移動探測警報器、無線門鈴、智能沖水設(shè)備上都是基于此原理實現(xiàn)的。


市場上有各種各樣的人體傳感器,但都可歸類為這兩種:主動人體傳感器(有源傳感器)和被動人體傳感器(無源傳感器),且分為電池供電的人體檢測器以及線路供電的人體檢測器。而我們今天主要講述的是來自東芝半導體關(guān)于被動紅外PIR)傳感器的線路供電人體檢測器設(shè)計方案。


圖1. 人體檢測器總方框圖


首先是電源電路部分需要使用一顆TVS管來抑制瞬態(tài)電壓、保護電路,再通過整流器將交流電變?yōu)橹绷麟?,最后通過LDO器件穩(wěn)定輸出電壓。在此電路中,東芝提供DF2B29FU/DF2S23P2FU/DF2S23P2CTC三顆典型的TVS二極管,這些與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,具備低阻容特色,提高了靜電吸收能力,保證了高信號保護性能和信號質(zhì)量。而對于LDO的選擇,東芝選用了TAR5S50U/TAR5S50/TAR5SB50三款LDO表貼調(diào)節(jié)元器件,它們都具備低壓差、高電源抑制比等特點,可以保證穩(wěn)定的電源供給下一級用電設(shè)備。



其次是紅外傳感電路。運算放大器與紅外傳感器相連接將電信號進行整理。這里東芝提供兩款低壓工作運算放大器,分別為低電流消耗運算放大器TC75S102F和低噪聲運算放大器TC75S67TU。其中,TC75S102F的漏極電流典型值低至0.27uA,TC75S67TU經(jīng)過工藝優(yōu)化能達到6nV/√Hz,支持客戶在不同的環(huán)境中選擇適配。整理后的信號再經(jīng)過電壓檢測器進行比對后傳入微控制處理器,就完成了一次對紅外信號的捕捉分析。



告警電路是接收的MCU的控制信號傳達并做出動作響應的控制電路。其中MOSFET作為開關(guān)元器件,應具備接受MCU輸出的微小信號來控制門電路的打開/關(guān)閉以及快速響應的能力。對此東芝半導體推薦使用旗下的SSM3K15ACTC/SSM3K16CTC/SSM3K35AFS/SSM3K35AMFV產(chǎn)品,其特點是具有CST3C、SSM、VESM三種不同的微小封裝,材料選用低阻材料,在低壓高速開關(guān)電路上有著不俗的表現(xiàn)。最后在光繼電器的選型上,電路需要具有抗噪聲,低電流消耗的特性。此方面推薦采用東芝TLP170AM/TLP171A/TLP240A/TLP241B的4款擁有3中不同封裝格式的低阻性光電繼電器,能夠很好地適配人體探測器輸出端。



東芝半導體擁有全球先進且豐富的元器件產(chǎn)品線,能夠很好地協(xié)助客戶進行器件選型構(gòu)建產(chǎn)品及其為客戶提供一站式的產(chǎn)品落地解決方案。了解更多信息請訪問東芝半導體應用網(wǎng)站頁,打開屬于您的設(shè)計之路。



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東芝電子元件及存儲裝置株式會社是先進的半導體和存儲解決方案的領(lǐng)先供應商,公司累積了半個多世紀的經(jīng)驗和創(chuàng)新,為客戶和合作伙伴提供分立半導體、系統(tǒng)LSI和HDD領(lǐng)域的杰出解決方案。


公司22,200名員工遍布世界各地,致力于實現(xiàn)產(chǎn)品價值的最大化,東芝電子元件及存儲裝置株式會社十分注重與客戶的密切協(xié)作,旨在促進價值共創(chuàng),共同開拓新市場,公司現(xiàn)已擁有超過8,598億日元(62億美元)的年銷售額,期待為世界各地的人們建設(shè)更美好的未來并做出貢獻。


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