探索Broadcom ezPyro™ SMD+ I2C热释电扩展红外传感器：气体传感的新利器

在气体传感领域，一款性能卓越的传感器对于实现精准、高效的气体检测至关重要。今天，我们就来深入了解一下Broadcom的ezPyro™ SMD+ I2C热释电扩展红外传感器，看看它究竟有哪些独特之处。

文件下载：Broadcom AFBR-S6PY3151热释电传感器.pdf

一、传感器概述

ezPyro™ SMD+红外探测器系列是ezPyro家族的扩展，能够在波长超过5 µm的范围内进行传感，这使得它可以应用于更广泛的领域，如麻醉剂、制冷剂和废气的NDIR检测。这些用于气体检测和浓度测量的薄膜数字热释电设备，将高质量的传感器与高度可配置的电子集成相结合，并封装在小巧的SMD封装中。

突出优势

1. 高灵敏度与快速响应：高灵敏度和快速响应时间确保了对目标气体的快速、准确检测。
2. 低功耗：传感器集成了数字电流模式读出功能，可降低红外发射器的占空比，从而显著节省系统级功耗，同时保持高信噪比。
3. 灵活性强：可编程增益和滤波功能为系统设计提供了最大的灵活性。
4. 易于集成：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，便于进行调谐和校准。
5. 稳定性好：ezPyro传感器具有出色的长期稳定性，确保了长寿命且无需维护的运行周期。
6. 多种光学滤波器选项：可根据不同的应用需求选择合适的光学滤波器。
7. 支持菊花链连接：传感器可以进行菊花链连接，实现跨设备的同步采样。

二、传感器特性

电气特性

参数	详情
滤波器孔径	d = 1.65 mm
元件尺寸	0.64x0.64 mm²
SMD封装尺寸	5.65x3.7x1.75 mm
D*(典型值)	2.5x10⁸ cm√Hz/W
NEP (典型值)	2.7x 10⁻¹⁰ W/√Hz
时间常数	~10ms(10 - 20 Hz峰值)
视场角	~40°
电源电压	1.75至3.6V
电源电流(典型值)	1至23 µA
数字I/O	(FM+兼容)
ADC	15位Z ADC @1ksp
工作温度	-40至 +85℃
存储温度	-40至 +110℃
传感器读出模式	电流模式
可配置参数	增益 / 数字滤波采样率 / 电源模式

订购信息

部件编号	标记	滤波器波长(µm)	滤波器带宽(µm)	封装规格
AFBR - S6EPY32301R	Y32301	8.42	205	7英寸卷带上800个
AFBR - S6EPY32271R	Y32271	9.50	400	7英寸卷带上800个

三、封装信息与信号处理

信号滤波与电源模式

传感器提供了多种电源模式，不同模式下的采样率、滤波参数和功耗各有不同。	电源模式	采样率(sps)	高通滤波器 - 模拟(Hz)	数字低通滤波器(Hz)	低通滤波器(Hz)	典型电流消耗(1.8 V, 室温)
正常电源模式	1000	1、2、4、8、600、250、180、90、45、22.5	-	-	22 µA
低功耗模式	166	0.17、0.33、0.66、1.3、100、42、30、15、7.5、3.75	-	-	3.5 µA

此外，还有正常操作模式（通过I2C读取传感器信号，电流消耗22 µA）、睡眠模式（红外触发时硬件中断，正常模式21 µA，低功耗模式3.5 µA）和掉电模式（传感器禁用，电流消耗1.1 µA）。

四、电路与频率特性

电路原理图

文档中给出了单设备框图和三个设备同步采样的电路图，为工程师在实际设计中提供了参考。

频率特性

不同电源模式和增益设置下的频率响应图展示了传感器的频率特性。例如，在正常电源模式和低功耗模式下，传感器的频率响应有所不同，这对于根据实际应用需求选择合适的工作模式非常重要。

五、总结与思考

Broadcom的ezPyro™ SMD+ I2C热释电扩展红外传感器凭借其出色的性能和丰富的功能，为气体传感应用提供了一个强大的解决方案。对于电子工程师来说，在设计气体检测系统时，需要综合考虑传感器的各项特性，如灵敏度、功耗、响应时间等，以满足不同应用场景的需求。同时，传感器的可配置性也为系统的优化提供了更多的可能性。大家在实际应用中，是否遇到过类似传感器的使用问题呢？又有哪些独特的解决方案呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。