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一、拆品信息 要拆解的为市面上非常普遍的一款人体感应开关。  输入110-240Vac，Max40W   尺寸图（网图，侵删）二、关于菲涅尔透镜及PIR红外传感器的原理  如红色箭头白色蜂窝状的部分为菲涅尔透镜，其作用有两个： 一个是聚焦作用，但凡有温度的物体都会对外产生热辐射，不同的温度物体所辐射的波长也不同，而人体温度比较恒定一般为36-37.2°C，因此会辐射出一种特定长度红外线，菲尼尔透镜的作用就是将人体热量释放出来的红外辐射聚焦到PIR传感器上。 PIR传感器的工作原理是利用红外辐射的热效应，红外传感器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使某些有关物理参数发生变化，通过测量物理参数的变化来确定传感器所吸收的红外辐射从而产生电信号。   另一个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，如蜂窝状格子就是对应不同的感应区域，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在红外传感器上产生变化的红外信号。 三、拆解    感应头出线口为后盖，把后盖拆开后即可把PCB组件拿出。 拆开后可以看到整个感应器分为两部分PCB，上面的一端为PIR传感器及其周边元件，如下圆型的为PIR红外传感器，感应器底下加了层绝缘纸，作用是避免传感器金属外壳与PCB上元件接触造成短路。   如上图PIR传感器采用的为森霸传感的NS612，常规的PIR红外传感器一般为三个引脚的，仅为采集红外信号后转为电信号输出作用，需要在后面加个MCU才能进行数据处理使用，而此款NS612为6脚封装为的是把相关的数字处理控制电路和红外传感器都集成在了一起，直接单颗传感器既能实现功能。 PCB的另外一部分为高压市电输入及控制电路，两块PCB板通过板对版直接焊接在一起。 功率开关为单向可控硅X0405MF，TO-252封装，参数为4A, 600V 四、电路分析 根据拆解的PCB我们画出了其高压输入及控制电路的原理图 对电路原理进行分析：AC市电通过A7整流后变为直流半波，经82K电阻降压，C2滤波，6.2稳压管后得到较为稳定的6.2V直流电压，再经LDO三端线性稳压器后，电容滤波后，输出更为稳定的平整的3V直流电压给上面的PIR传感器供电。 PIR传感器及其周边元件组成的感应电路被触发后会输出控制信号给单相可控硅，使可控硅导通工作。 电流方向为：当电压正半周时，电流经L-整流桥流入-可控硅-整流桥流出-L1形成通路，再去到负载的L-负载的N形成回路；当电压在负半周时，电流经负载的N-负载的L-L1-整流桥流入-可控硅-整流桥流出-L形成回路导通。 整个电路非常简单巧妙，缺点是作为功率开关的可控硅和PIR传感器距离比较近，当流过大电流时，主回路的整流桥+单相可控硅发热会导致整个PCB组件温度的升高，而PIR传感器又是受环境温度影响较大的，PIR传感器在密闭的空间内非常容易因功率器件温度升高，导致感应器误触发或失灵。 五、总结 与声控，微波雷达感应不一样，PIR感应器靠感应人体发出红外信号而触发，只针对人触发，不会因其他小动物，或风吹草动引起而误触发，具有触发准确率高的特点，PIR感应器工作电流一般为uA级别，功耗低，供电简单，可以满足不同的场景使用。 通过拆解分析我们得知了PIR感应开关的整个工作流程原理。 根据流程图我们可以对其不同工作阶段进行分析思考，发散思维，进行设计改善以满足各种场景需求。 1、我们可以采用更好的PIR传感器或者对透镜进行设计改善，以增加PIR的感应距离和灵敏度。 2、根据需要我们可以增加光敏二极管，实现光控+人体感应，实现白天不感应亮灯，晚上且感应有人时才亮灯的功能。 3、对MCU程序优化，实现阶梯亮度功能: 没人时30%亮度，感应有人时100%亮度。 4、需要控制驱动大功率负载时，我们可以把功率器件由可控硅改为继电器。需要更大工作电流时，我们可以把电阻降压改为阻容降压或AC- DC辅助 电源 方式供电。 5、大功率负载时，为避免功率器件温度对PIR传感器的影响，我们可以把功率器件远离传感器，提升产品可靠性。 |
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