用于红外热释电的人体感应芯片的制作方法

本实用新型涉及集成电路领域，具体涉及用于红外热释电的人体感应芯片。
背景技术：
：热释电红外人体感应器是一种利用人体自身热量发出的红外线信号，通过热释电传感器转化为微弱的电信号，这个微弱的电信号经过放大、滤波等信号处理后去实现各种控制功能的装置。热释电红外人体感应器应用领域非常广泛，它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。红外热释电的人体感应芯片是热释电红外人体感应器的重要组成元件，传统的红外热释电的人体感应芯片管脚图如图1所示，各管脚说明如表1所示。表1传统红外热释电人体感应芯片管脚说明由以上图表可见，传统的红外热释电的人体感应芯片，一般芯片外围需要若干电阻、电容等元器件来配合芯片实现若干参数或功能，因此，导致传统的红外热释电的人体感应芯片管脚都较多，集成度较低、系统繁琐。为简化芯片系统，使其集成度更高、性能更好，申请人在2017年6月申请了一种用于红外热释电的人体感应芯片(申请号为201710464161.X，2017年9月1日公开)的实用新型专利，该实用新型公开的芯片虽然集成度相对较高且可以兼容现有芯片，但是仍然属于多管脚芯片，且也需要一定的外围电阻、电容等元器件配合芯片实现。以上因素，导致现有技术的红外热释电人体感应芯片系统较为复杂，体积受限，小型化困难。技术实现要素：针对现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于：针对传统红外热释电人体感应芯片的系统复杂、体积受限的问题，提出一种有利于系统小型化的用于红外热释电的人体感应芯片。为实现前述目的，本实用新型公开了一种用于红外热释电的人体感应芯片，包含内部集成电路及管脚区，具体包括：所述集成电路包括差分模数转换器模块、数字滤波模块、控制电路模块、输出电路模块；所述管脚区包括信号输入端、信号输出端、电源正端和接地端；其中：所述差分模数转换器模块与所述信号输入端相连，用于接收传感信号，对所述传感信号进行模数转换后输出数字信号；所述数字滤波模块与所述差分模数转换器模块相连，用于接收所述数字信号，对所述数字信号进行滤波处理后输出人体感应信号；所述控制电路模块与所述数字滤波模块相连，用于接收所述人体感应信号，实现相应的控制功能后输出控制信号；所述输出电路模块与所述控制电路模块和信号输出端相连，用于接收所述控制信号并输出信号状态至信号输出端。优选地，所述信号输入端包括信号输入正端和信号输入负端，分别与所述差分模数转换器模块的第一输入端和第二输入端相连。优选地，所述信号输入端与所述差分模数转换器模块的第一输入端相连，所述差分模数转换器模块的第二输入端在芯片内与接地端相连。优选地，所述实现相应的控制功能包括芯片的定时时间、封锁时间、重复触发方式、灵敏度、输出电平有效方式、输出PWM。优选地，所述重复触发方式包括可重复触发和不可重复触发；所述可重复触发方式包括：当所述芯片接收到人体传感信号时，信号输出端输出状态有效，直至当所述芯片未接收到人体传感信号时开始计时，达到所述定时时间后关闭控制信号的工作状态；所述不可重复触发方式包括：当所述芯片接收到人体传感信号时开始计时，达到所述定时时间后关闭控制信号的工作状态，并进入所述封锁时间。优选地，所述输出电平有效方式包括高电平有效和低电平有效。优选地，所述芯片无信号输入时，信号输出端输出小占空比的PWM信号；所述芯片有信号输入时，信号输出端输出大占空比的PWM信号。优选地，所述灵敏度使用PIR系统可感应到的最远距离来标识。优选地，所述控制电路模块通过更改掩模板或更改芯片内置的存储器中所存信息的方式选择要实现的控制功能。优选地，在封锁时间内，信号输入端的任何信号都不能使信号输出端输出有效状态。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型公开的一种用于红外热释电的人体感应芯片，其集成度更高、系统更简洁，芯片外围不需要任何电阻、电容等元器件、管脚较少，更有利于系统小型化。附图说明图1是传统的红外热释电的人体感应芯片管脚图；图2是本实用新型一典型实施例公开的一种红外热释电的人体感应芯片原理图；图3是本实用新型一典型实施例公开的一种红外热释电的人体感应芯片原理图；图4是本实用新型一典型实施例公开的一种红外热释电感应芯片应用电路示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本实用新型提出的用于红外热释电的人体感应芯片，其集成电路部分包括差分模数转换器模块、数字滤波模块、控制电路模块、输出电路模块；管脚区包括信号输入端、信号输出端、电源正端和接地端；具体地：所述差分模数转换器模块与所述信号输入端相连，用于接收传感信号，对所述传感信号进行模数转换后输出数字信号；所述数字滤波模块与所述差分模数转换器模块相连，用于接收所述数字信号，对所述数字信号进行滤波处理后输出人体感应信号；所述控制电路模块与所述数字滤波模块相连，用于接收所述人体感应信号，实现相应的控制功能后输出控制信号；所述输出电路模块与所述控制电路模块和信号输出端相连，用于接收所述控制信号并输出信号状态至信号输出端，且输出电路模块具有一定的输出扇出能力，以驱动芯片外围的负载。优选地，所述信号输入端包括信号输入正端和信号输入负端，分别与所述差分模数转换器模块的第一输入端和第二输入端相连。优选地，所述信号输入端与所述差分模数转换器模块的第一输入端相连，所述差分模数转换器模块的第二输入端在芯片内与接地端相连。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图2是本实用新型一典型实施例的用于红外热释电的人体感应芯片原理图，其信号输入端包括传感信号输入正端PIR+和传感信号输入负端PIR_，分别与差分模数转换器模块的第一输入端和第二输入端相连，适合应用于含差分输出功能的热释电传感器领域，其管脚说明如表2所示：表2用于红外热释电的人体感应芯片管脚图序号名称功能说明1VDD电源正端2GND地3PIR+传感信号输入正端4PIR_传感信号输入负端5OUTPUT信号输出端图2所示的用于红外热释电的人体感应芯片工作原理如下：首先，热释电传感器输出信号送入到PIR+及PIR_端，经过差分ADC模块(ADC，模数转换器)将传感器输出的模拟信号转换成数字信号。该数字信号经过数字滤波模块滤除干扰信号和无用信号，只保留芯片所需的人体感应信号。该人体感应信号再经过控制电路模块进行相应的控制后，通过输出电路模块输出到芯片的信号输出端管脚。控制电路模块的控制功能可以实现定时时间、封锁时间、重复触发方式、灵敏度、输出电平有效方式、输出PWM等功能。其中，重复触发方式包括可重复触发和不可重复触发两种状态。可重复触发状态是指当热释电传感器感应到人体后，芯片OUTPUT脚输出有效的控制信号，当人体信号一直存在芯片就一直输出有效的控制信号，直到未感应到人体时刻起开始计时，经过所述定时时间后关闭控制信号的工作状态。不可重复触发状态是指当热释电红外人体感应器一旦感应到人体后就开始计时，经过所述定时时间后关闭控制信号的工作状态。当经过定时时间后，芯片进入封锁时间，在这段时间内，传感信号输入端(正、负端)的任何信号都不能使OUTPUT端输出有效状态，从而可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。输出电平有效方式包括高电平有效和低电平有效两种。此外，该芯片也可以实现无人时，OUTPUT端输出小占空比的PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)信号；感应到人体时，输出大占空比的PWM信号，从而实现人体感应的控制功能，例如无人灯光暗、有人灯光亮的功能。灵敏度一般用PIR系统能感应的最远距离来标识。本实用新型芯片的控制电路模块可通过改掩模板或更改芯片内置的存储器中所存信息等方式，选择实现以上控制功能的一种或几种。如上所述的用于红外热释电的人体感应芯片外围电路简单，不需要任何电阻、电容等元器件，可满足系统小型化的需求。针对单端输出的热释电传感器，可采用图3所示的芯片结构，和图2所示芯片的区别是芯片只有一个传感信号输入端，另一端在芯片内部接地，这样芯片可以节省一个管脚，达到只有4个管脚的最少管脚结构，其管脚说明如表3所示：表3用于红外热释电的人体感应芯片管脚图序号名称功能说明1VDD电源正端2GND地3PIR传感信号输入端4OUTPUT信号输出端图3所示的芯片的其它功能模块则和图2所示芯片相同，在此不复赘述。需要说明的是，以上芯片管脚示意图仅作为本实用新型的特定实施例，决不能视为对本实用新型的限制，通过适当地调整变化管脚，例如部分管脚顺序改变、管脚名称变化等，都应当包含在本实用新型的保护范围之内。图4是采用本实用新型实施例公开的如图2所示的芯片构成的PIR人体感应灯系统示意图，该系统使用带差分输出功能的PIR传感器的差分输出信号与本实用新型实施例芯片的PIR+及PIR_端相连，在本实用新型实施例芯片的信号输出端OUTPUT管脚和地间接一个灯，VDD管脚接电源，GND管脚接地，芯片的控制功能为定时时间2秒、封锁时间2秒、可重复触发方式、输出高电平有效。当所述PIR人体感应灯系统感应到有人时，OUTPUT端输出高电平，灯亮直至人离开2秒后熄灭，从而实现有人灯亮、人走灯灭的功能。本实用新型公开的用于热释电的人体感应芯片外围不需要任何电阻、电容，最少仅使用4个管脚，就可以实现PIR人体感应控制功能，系统简洁、小型化，可使得应用电路的集成度更高，性能更好。应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3