ezPyro™ TO I²C 热释电红外火焰传感器：高性能火焰检测的理想之选

在电子工程师的日常设计工作中，火焰检测传感器是一个关键的组件，它在许多安全和监控系统中发挥着至关重要的作用。今天，我们就来详细探讨一下 Broadcom 公司的 ezPyro™ TO I²C 热释电红外火焰传感器。

文件下载：Broadcom AFBR-S6EPR44112 ezPyro热释电传感器.pdf

一、传感器概述

这款薄膜数字热释电火焰检测传感器将高质量传感器与高度可配置的电子集成相结合，采用了行业标准的 TO - 39 封装。它具有高灵敏度和快速响应时间，能够确保快速准确地检测火焰。其高动态范围使得它既可以检测小火焰，也能检测大火焰，无论距离远近都能胜任。

二、技术特性亮点

（一）检测性能优越

• 高灵敏度与快速响应：高灵敏度和快速响应时间的结合，让传感器能够迅速捕捉到火焰的存在，确保在第一时间发出警报。想象一下，在一个工业环境中，一旦有火焰出现，传感器马上就能检测到，为安全保障争取了宝贵的时间。
• 宽动态范围：高动态范围允许传感器检测不同大小和距离的火焰。无论是近距离的小火苗，还是远距离的大火势，它都能精准识别。这在一些大型仓库或者户外场景中非常实用。
• 全频率范围响应：传感器集成了数字电流模式读出功能，在火焰闪烁的全频率范围（3 - 30 Hz）内都具有高响应度。这意味着它能够准确地捕捉到火焰的特征频率，提高检测的准确性。

（二）系统设计灵活

• 可编程增益和滤波：可编程增益和滤波功能为系统设计提供了最大的灵活性。工程师可以根据具体的应用场景，调整增益和滤波参数，以达到最佳的检测效果。比如在不同的环境光照条件下，通过调整参数可以减少干扰，提高传感器的稳定性。
• 标准 I²C 通信：采用行业标准的 I²C 通信接口，实现了与微控制器的即插即用连接。这使得传感器的集成变得非常简单，同时也方便进行调谐和校准。工程师无需复杂的编程和调试，就可以轻松地将传感器集成到自己的系统中。
• 多传感器同步：传感器可以进行菊花链连接，允许跨设备进行同步采样。这在一些需要多传感器协同工作的场景中非常有用，例如大型建筑的火灾监测系统，可以通过多个传感器同时工作，提高检测的覆盖范围和准确性。

（三）稳定性和寿命长

Broadcom 传感器具有出色的长期稳定性，能够确保长时间无维护运行。这对于一些需要长期稳定工作的应用场景，如工业自动化生产线或者户外监控系统，是非常重要的特性。

（四）光学滤波可选

提供多种光学滤波选项，工程师可以根据具体的应用需求选择合适的滤波器。不同的滤波器可以针对不同波长的红外光进行过滤，提高传感器对特定火焰的检测能力。

（五）低功耗设计

传感器提供多种低功耗模式，这对于一些对功耗要求较高的应用场景，如电池供电的设备或者无线传感器网络，具有很大的优势。低功耗可以延长设备的续航时间，减少维护成本。

三、电气和机械特性

（一）电气特性

参数	详情
滤波孔径	5.2 mm x 4.2 mm
元件尺寸	1.0 mm x 1.0 mm
传感器封装	TO - 39
时间常数	~10ms（10 - 20 Hz 峰值）
视场角	>100°
电源电压	1.75 至 3.6 V
典型电源电流	1 至 23 uA
数字 I/O	I²C（FM + 兼容）
ADC	15 - 23 位 AZ ADC @1ksp
工作温度	-40 至 +85℃
存储温度	-40 至 +110℃
传感器读出	电流模式
可配置项	增益 / 数字滤波 / 采样率 / 电源模式

从这些电气特性可以看出，该传感器具有较宽的工作电压范围和温度范围，适用于各种不同的工作环境。低功耗的设计也使得它在一些对功耗敏感的应用中具有很大的优势。

（二）视场角

传感器的视场角在不同方向上有不同的表现。通过归一化极坐标图可以看到，在水平、垂直和对角窗口孔径方向上，传感器的视场角都有详细的参数。这对于工程师在设计安装位置时非常重要，需要根据实际的检测范围来确定传感器的安装角度和位置。

（三）机械尺寸与封装

传感器采用 TO - 39 封装，并且提供了详细的机械图纸，包括正视图、底视图等。这有助于工程师在进行 PCB 设计和外壳设计时，准确地预留空间，确保传感器能够顺利安装。

四、滤波信息

传感器提供了多种光学滤波器可供选择，不同的滤波器具有不同的截止波长和带宽。例如：	部件编号（标记）	滤波器名称	典型截止波长（um）	典型截止波长（um）
AFBR - S6EPR44212	3.91 um 带通	3.865	3.955
AFBR - S6EPR44252	4.48 um 带通	4.17	4.79
AFBR - S6EPR44112	5.0 um 截止	5.0
AFBR - S6EPR44352	2.77 um 带通	2.425	3.115

这些滤波器可以阻挡高达 8 µm 的波长，工程师可以根据具体的应用场景选择合适的滤波器，以提高传感器对特定火焰的检测能力。

五、总结

Broadcom 的 ezPyro™ TO I²C 热释电红外火焰传感器凭借其优越的检测性能、灵活的系统设计、稳定的工作特性和丰富的滤波选项，成为电子工程师进行火焰检测系统设计的理想选择。在实际应用中，工程师可以根据具体的需求，充分发挥传感器的各项特性，设计出高效、可靠的火焰检测系统。大家在使用这款传感器的过程中，有没有遇到过一些有趣的设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。