Oscylator niskiej mocy, niskiego napięcia, powolnego (0,1 Hz)?

11

Miałem dzisiaj okazję przeanalizować bardzo interesujący obwód, używając programowalnego tranzystora jednozłączowego jako timera.

Zasilacz zmienia się, a obwód musi działać przy prądzie poniżej 10uA (nie licząc ładowania nasadki). Wyzwala SCR co 10-30 sekund, o ile napięcie zasilające przekracza 1,8 V DC, i musi działać w zakresie od 1,8 do 7,0 V DC.

Czas nie jest krytyczny - około 10-30 sekundowych odstępów do wyzwolenia SCR jest w porządku (krótki impuls dodatni). Im niższe napięcie, tym dłuższy przedział czasu jest w porządku.

Wyzwalaczem jest niskie zapotrzebowanie na prąd (10uA lub mniej), niskie napięcie (1,8 V) i, jak zawsze, niski koszt (tj. Zastąpienie 10-centymetrowego PUT mikrokontrolerem 30-centymetrowym nie byłoby idealne).

Jakie inne opcje powinienem szukać taniej, niskoprądowej, niskonapięciowej i niskiej dokładności konstrukcji timera?

transistors oscillator timer

— Adam Davis
źródło

To niskie zapotrzebowanie na prąd jest prawdziwym impulsem, w przeciwnym razie wspomniałbym o dobrym starym zegarze 555 przy 170µA @ 5V

— Majenko

1

555 timerów jest surowych i prawie przestarzałych. Mogą być tanie, ale istnieją bardziej wydajne sposoby realizacji wszystkich swoich funkcji.

— Nick T

9

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Dynamiczne obliczanie prądu z arkusza danych. RC prawdopodobnie pobierze około 0,3 μA oprócz prądu statycznego Schmitta.

— markrages
źródło

Oooh, podoba mi się to - będę musiał go prototypować i zobaczyć, jak to działa. Przy odrobinie pracy mogę być w stanie pozbyć się SCR, a cena za tę część w ilości to kolana pszczoły. Dla tych, którzy patrzą na to w przyszłości, jest to NC7SZ14 .

— Adam Davis,

Ω

$\Omega$

Tak, musisz przetestować temperaturę. 300kΩ / 330nF działałoby przy odpowiednio wyższym pobieraniu prądu. Należy również pamiętać, że NC7SZ14 jest ograniczony do 5,5 V. Zakres napięcia od 1,8 V do 7 V jest trudny do spełnienia z takimi bramkami CMOS.

— markrages

7

Kiedyś zrobiłem mikroprocesorowy budzik, który zajął mniej niż 1µA. Nie mogłem już znaleźć oryginalnego obwodu, ale pamiętam, że jest to bardzo zbliżone do topologii. Ma to zresztą sens, czy to dokładnie tak, jak wcześniej, czy nie.

Ta wersja pobiera kilka µA, ale rezystancje są na tyle wysokie, że nie powinieneś się martwić o wyciek płyty i dodatkową czystość.

W stanie wyłącznika czasowego, który jest przez większość czasu, wszystkie tranzystory są wyłączone. C2 powoli ładuje się z prądu przez R2. W końcu powoduje to, że podstawa Q2 jest wystarczająco wysoka, aby ją włączyć, co włącza Q1, co powoduje, że kolektor Q1 staje się wysoki. Ta zaawansowana przewaga robi dwie rzeczy. Najpierw włącza SCR. Po drugie, tymczasowo włącza się Q3. Q3 następnie rozładowuje C2, co wyłącza go, a Q1 wyłącza, a cykl rozpoczyna się od nowa.

Tranzystory są słabo określone przy tych niskich prądach, więc musisz eksperymentować. Częstotliwość wyjściowa tego obwodu ma silną zależność od napięcia zasilania, ale powiedziałeś, że było OK. Nie testowałem dokładnie tego obwodu.

— Olin Lathrop
źródło

Zachowaj ostrożność przy wyborze części kondensatora 47 μF. Niektóre tanie elektrolityki mogą wyciec kilka μA, co zapobiegnie oscylacji tego obwodu.

— markrages

@ Markrages: Racja, dlatego nie podałem elektrolitu.

— Olin Lathrop,

3

Wskazując na oczywistą pułapkę dla pytającego, który najwyraźniej jest raczej ograniczony kosztem tego projektu. (Ta czapka będzie najdroższą częścią obwodu.)

— markrages

@ Markrages: Tak. To nie musi być dokładne, a R2 może być nieco wyższy, jeśli potrzebna jest dłuższa stała czasowa. Myślałem o dwóch ceramicznych nakrętkach 22uF równolegle. Nie zobaczy nawet 1 wolta i może różnić się w zależności od temperatury, więc najtańsza ceramika będzie OK. Ale tak, to jest problem.

— Olin Lathrop,

3

Spojrzałbym na użycie mikroprocesorowego detektora napięcia / resetu MCU (1-2uA) zasilanego z sieci RC jako oscylatora relaksacyjnego.

— mikeselectricstuff
źródło

+1 - Kiedyś użyłem 12C508 do czegoś takiego; początkowym odczuciem było użycie binarnego licznika HC4020 / 4040/4060 do podzielenia kolejnego zegara, ale prąd spoczynkowy tego układu jest zbyt wysoki.

— Jason S

To moje początkowe podejście, ale chciałem się upewnić, że nie umknie mi coś bardziej oczywistego.

— Adam Davis,

3

Oto pojedyncza bramka Schmitt - ta od TI - 74LVC1G125 - z deklarowanym 10 uA maks. Icc przy 1,65 V - 5,5 V - która jest poniżej specyfikacji Vcc maks. 7 V. ALE drugi wspomniany ma takie same ograniczenia - więc oba są albo niedopuszczalne, albo dopuszczalne na tej podstawie.

Koszt to 6 centów w ilości 3000 od Digikey. Nieco mniej przy wyższych objętościach.

Karta danych NC7SZ14 znajduje się tutaj. Wyciek prądu wydaje się podobny do powyższej części.

Jeśli wejścia Schmitta teoretycznie dopuszczają dowolne napięcie wejściowe bez problemów, warto sprawdzić, czy Icc wzrośnie, gdy Vi zbliży się do obszaru 1/2 Vcc.

— Russell McMahon
źródło