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EG4001芯片数据手册 2012 © 屹晶微电子有限公司版权所有 REV 1.4 红外热释电专用芯片
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2012 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 版本变更记录 版本号 日期 描述 V1.0 2011 年01 月12 日 EG4001 数据手册初稿 V1.1 2011 年05 月10 日 1. 更新典型应用图1 和应用图2 2. 在8.2 节中添加典型应用图1 和应用图2 的封锁时间描述 V1.2 2012 年02 月28 日 更新典型应用图及添加控制继电器应用电路图 V1.3 2012 年11 月13 日 更新典型应用图使用LDO 芯片HT7533 V1.4 2013 年03 月26 日 添加光敏电阻应用图
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屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2012 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com EG4001 芯片数据手册 V1.4 1. 特点 8 引脚数红外热释电专用芯片，外围电路简单，成本低 静态功耗小，3V工作电源时功耗小于45uA, 5V工作电源时功耗小于75uA,非常适合电池供电系统应用 高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理 双向鉴幅器，可有效抑制干扰 内置参考电压，供内部比较器和运放的参考电压 内设延时时间定时器和封锁时间定时器，改变振荡器频率即可设定定时延时时间 外围元器件少，只需配置第一级运放的增益和振荡器的RC器件即能可靠工作 工作电源+2.3V～+6V 封装形式： SOP8和DIP8 2. 描述 EG4001 是一款专为热释电红外传感器信号放大及处理输出的数模混合专用芯片，内部集成了运算放大 器、双门限电压比较器、参考电压源、延时时间定时器和封锁时间定时器及状态控制器等，专用于防盗报 警系统、人体门控制装置、照明控制开关等场合。 EG4001电源工作电压为+2.3V～+6V， 采用 COMS工艺数模混合相结合的集成电路，8个引脚数封装设计， 降低了外围电路元件数和整体成本，节省了PCB板空间。 3. 应用领域 红外线报警器 自动烘干机 语音迎宾器 红外线感应灯 自动灯光照明系统 自动门控制系统
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2010 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 4. 引脚 4.1. 引脚定义 1OUT GNDA OUT CT EG4001 4 5 1IN1- VC VDD 图4-1. EG4001 管脚定义 4.2. 引脚描述 引脚序号 引脚名称 I/O 描述 1 1OUT O 内部第一级运放的输出端 2 1IN- I 内部第一级运放的反相输入端
3 VC I
触发禁止端 当该脚 VC 电压<0.2Vdd 时，禁止触发即输出信号 OUT 一直保持低电平 当该脚 VC 电压>0.2Vdd 时，允许触发即输出状态跟随输入信号触发
4 A I
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
5 GND I 芯片的地端
6 OUT O
控制信号输出端，高电平有效输出 当电源电压 Vdd=5V 时，OUT 引脚具有+/-25mA 的驱动能力 当电源电压 Vdd=3V 时，OUT 引脚具有+/-10mA 的驱动能力
7 CT I 该脚需对地外接一个振荡电容和对 Vdd 外接一个上拉电阻
8 VDD I 芯片的工作电源输入端，范围为+2.3V～+6V
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8 VDD
高输入阻 抗运放 AOUT 0.5VDD VS OP1 OP2 COP1 COP2 COP3 图5-1. EG4001 结构框图 6. 典型应用电路
6.1 EG4001 典型应用电路图
D PIR红外传感器 S GND 47K 10nF 10uFC2 R2 10K R3 3M C3 10nF +Vin 300K 1nF LED1 A GND Vdd Vdd GND VC 10uF0.1uF C7C8 10uF0.1uF C9C10 10KR6 PIR1 S8050 HT7533 INOUT GND V3.3 V3.3 图 6-1a. EG4001 典型应用电路图
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6.2 EG4001 控制继电器应用电路图
D PIR红外传感器 S GND 3 C1 47K 10nF 10uFC2 R2 10K R3 3.0M C3 10nF Vin 100K 1nF 0.1uF 47uF R5 10K A GND Vdd Vdd GND VC RELAY POWER+ POWER- HT7533 GNDOUT IN 10uF0.1uF V3.3 V3.3 S8050 C7 C8 图6-1b. EG4001 控制继电器应用电路图
6.3 EG4001 可重复触发+光敏电阻应用电路图
D PIR红外传感器 S GND 47K 10nF 10uFC2 R2 10K R3 3M C3 10nF +Vin 300K 1nF LED1 A VC 10uF0.1uF C7C8 10uF0.1uF C9C10 10KR6 PIR1 S8050 HT7533 INOUT GND V3.3 V3.3 1MR7 V3.3 200K RG D1 1N4148
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2010 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 7. 电气特性 7.1 极限参数 无另外说明，在TA=25℃条件下 符号 参数名称 测试条件 最小 最大 单位 VDD 电源输入端 Vdd 引脚相对 GND的 电压 -0.3 7 V OUT 控制信号输出端 OUT 引脚相对 GND的 电压 -0.3 7 V CT 振荡器电容输入端 CT 引脚相对GND的电 压 -0.3 7 V A 重复/不可重复控制端 A 引脚相对 GND 的电 压 -0.3 7 V VC 触发禁止端 FB引脚相对GND的电 压 -0.3 7 V 1IN- 运放的反相输入端 1IN-引脚相对GND的 电压 -0.3 7 V 1OUT 运放的输出端 1OUT 引脚相对GND 的电压 -0.3 7 V TA 环境温度 - -45 85 ℃ Tstr 储存温度 - -65 125 ℃ TL 焊接温度 T=10S - 300 ℃ 注：超出所列的极限参数可能导致芯片内部永久性损坏，在极限的条件长时间运行会影响芯片的可靠性。
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2010 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 7.2 典型参数 无另外说明，在 TA=25℃ 符号 参数名称 测试条件 最小 典型 最大 单位 VDD 工作电源 Vdd 端输入电压 2.3 - 6 V Icc 静态工作电流 Vdd=5V - 65 75 uA Vdd=3V - 35 45 uA Vos 运放输入失调电压 Vdd=5V - 2 5 mV Ios 运放输入失调电流 Vdd=5V - - 50 nA Avo 运放开环电压增益 Vdd=5V 60 - - dB VOPAH 运放输出高电平 Vdd=5V,ILOAD=5uA 4.5 4.85 - V VOPAL 运放输出低电平 Vdd=5V, ILOAD=-5uA - - 0.1 V VCH VC 端输入高电平 Vdd=5V 1.1 - - V Vdd=3V 0.7 - - V VCL VC 端输入低电平 Vdd=5V - - 0.4 V Vdd=3V - - 0.3 V VOH OUT 端输出高电平 Vdd=5V, ILOAD=10mA 4.5 4.6 - V Vdd=3V, ILOAD=5mA 2.5 2.6 - V VOL OUT 端输出低电平 Vdd=5V, ILOAD=-10mA - 0.3 0.5 V Vdd=3V, ILOAD=-5mA - 0.3 0.5 V VAH A 端输入高电平 Vdd=5V 3.5 5 - V Vdd=3V 2 3 - V VAL A 端输入低电平 Vdd=5V - 0 1 V Vdd=3V - 0 0.5 V
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2010 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 8. 应用设计 8.1 振荡器工作频率计算 EG4001 仅需一个外接电容 CT 和一个上拉电阻 RT 可设置振荡器的工作频率如图 8.1a，上电后通过上拉 电阻 RT 对 CT 电容进行充电，当电容上电压充电到 0.6Vdd 电压时，双门限比较器动作开启内部下拉20K 电 阻对 CT 进行放电，当电容上电压放电到 0.4Vdd 时，双门限比较器动作关闭内部 下拉电阻，CT 电容再一次通过上拉电阻 RT 进行充电到 0.6Vdd，这样周期性的对 电容进行充放电，从而得到稳定的工作振荡频率，近似的工作频率和电阻电容之 间关系由公式 Tosc=0.4RTCT RT RT−20K (电阻单位为 K,电容单位为 nF,Tosc 单位为 uS), 频率 f=1/Tosc 确 定 ， 如RT=100K,CT=1nF 时 ， 对 应 的 工 作周 期 为 T=0.4*100*1*1.25=50uS,振荡器频率为f=1/T=20KHz。选择上拉电阻RT 时，需大于 100K 以上的电阻。 图 8.1a 振荡器CT 充放电原理框图 8.2 触发延时时间定时器和触发封锁时间定时器 EG4001 定义触发延时定时器的时间为Tx，触发封锁时间定时器的时间Ti，两者的比例系数为K， 即 K= Tx Ti ，为适应不同的应用场合，EG4001 有不同的K 值，在EG4001 产品型号的后缀来区分，如表 8.2， 表 8.2 型号 Tx Ti K EG4001A 100000 Tosc 20000 Tosc 5 EG4001B 100000 Tosc 10000 Tosc 10 EG4001C 100000 Tosc 7000 Tosc 14 EG4001D 100000 Tosc 5000 Tosc 20 EG4001E 100000 Tosc 4000 Tosc 25 EG4001F 100000 Tosc 3000 Tosc 33 EG4001G 100000 Tosc 2000 Tosc 50 触发延时时间定时器主要用于信号触发后进入持续输出高电平时间阶段，其定时时间为100000 个Tosc 时钟周期，如图8.2a 所示的Tx 阶段，经100000 个Tosc 时钟周期后，OUT 引脚开始输出低电平进入触发封 锁时间定时器阶段（触发封锁阶段 OUT 引脚是持续输出低电平） ，如图 8.2a 所示的 Ti 阶段，封锁定时时间 如表 8.2 用于不同的型号。总的定时时间计算为 t=Tx+Ti,如图 8.1a 的 RTCT 参数时（Tosc 为 50uS）， Tx=100000*50uS=5S，Ti=5000*50uS=250m S，总的定时时间t≈5.25S。 当设置触发延时时间在15S 以内时，建议选用 K 值为 5 的型号 EG4002A 产品；当设置触发延时时间在 15S 以上时，建议选用K值为 10 或其他K 值的产品；主要是为了获得长的封锁时间2S-3S 左右，滤除负载 切换的干扰。 典型应用图可参考图6-1 所示,使用LDO芯片 （HT7533） 进行隔离负载和EG4002的电源端VDD， 主要是抑制负载切换中产生的电源VDD波动引起的各种干扰。 CT GND CT Vdd 双门限比较器 On/Off RT 20K 0.6Vdd 0.4Vdd
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2010 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 图 8.2a 振荡器CT 充放电原理框图
8.3 A 端重复和不可重复触发功能
当引脚 A=“0”时，工作方式设置为不可重复触发模式如图8.3a，所谓不可重复触发模式指的是当Vc 高电平有效时，触发信号Vs 的第一个上升沿跳变将使 OUT 脚输出高电平，芯片进入 Tx 触发延时定时和Ti 触发封锁定时阶段， 在此阶段内如果再来Vs触发信号，Vs触发信号将是无效的， 一直到Tx和Ti定时结束， 触发信号Vs重新有效。 当引脚A=“1”时，工作方式设置为可重复触发模式如图8.3b，所谓可重复触发模式指的是当Vc高电 平有效时，触发信号 Vs 的第一个上升沿跳变将使 OUT 脚输出高电平，芯片进入 Tx 触发延时定时阶段，在 Tx 阶段内Vs一直有效，在此阶段内如果有Vs上升沿跳变再次触发，芯片将重新计数Tx触发延时定时，一 直到 Tx定时结束才使Vs触发信号无效进入Ti封锁定时阶段，在Ti封锁定时结束后，触发信号Vs才重新 有效。 AOUT Vs A Vc 0.7VDD 0.3VDD OUT Tx Ti Tx Ti 0.5VDD Vs A Vc 0.7VDD OUT Tx Ti Tx Ti AOUT 0.5VDD 0.3VDD 图 8.3a 不可重复触发工作方式波形 图8.3b 可重复触发工作方式波形
8.4 Vc 触发禁止端
当 Vc 输入电压<0.2VDD 时，内部 Vc 比较器封锁了 Vs 触发信号使输入信号无效，OUT 端一直处于低电 平输出；当Vc 输入电压>0.2VDD 时，内部Vc 比较器开启了Vs 触发信号，Vc 开启后若有触发信号Vs 的上跳 沿来到，芯片进入触发延时定时和触发封锁定时阶段同时OUT 端输出高电平，Vc 的控制时序功能图可参考 图 8.3a 和图8.3b。应用时Vc 端结合光敏电阻，可以设定系统到白天关闭系统晚上开启工作的场合。
屹晶微电子有限公司 EG4001 芯片数据手册 V1.4 红外热释电专用芯片 2010 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 8.5 第一级运放增益设定 EG4001 第一级运放的增益配置如图8.5a，输入信号需接入到运放的反相输入端，使第一级运放工作 于反相比例放大状态，第一级增益参数是由R2 和R3 进行设定，绝对增益为A1=R3/R2，如图8.5a 参数第一 级运放增益A1=R3/R2=(3*106)/(10*103)=300，A2 增益为固定20 倍，总体增益为A=A1*A2=300*20=6000，用 户可以根据红外热释电探头特性适当调节A1 的增益改变探测的距离，图8.5a 中的C2 为隔直电容，C3 为高 频抗干扰滤波电容。 1OUT1 2 1IN- 20倍增益 运放 高输入阻 抗运放 OP1 OP2 10uFC2 R2 10K R3 3M C3 10nF 红外热释电 信号输入 0.5VDD 图 8.5a EG4001 内部运放框图
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