Oscillatore a bassa potenza, bassa tensione, lento (0,1Hz)?

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Ho avuto l'opportunità di analizzare un circuito molto interessante oggi usando un transistor unijunction programmabile come timer.

L'alimentazione varia e il circuito deve funzionare con meno di 10uA di corrente (senza contare la ricarica del tappo). Attiva un SCR ogni 10-30 secondi, purché l'alimentazione sia superiore a 1,8 V CC e deve funzionare in un intervallo compreso tra 1,8 e 7,0 V CC.

Il tempismo non è critico: gli intervalli di circa 10-30 secondi per attivare l'SCR vanno bene (un breve impulso positivo). Più bassa è la tensione, più lungo va bene l'intervallo di tempo.

Il kicker è il requisito di bassa corrente (10uA o meno), requisito di bassa tensione (1,8 V) e, come sempre, basso costo (cioè sostituire un PUT da 10 centesimi con un microcontrollore da 30 cent non sarebbe l'ideale).

Quali altre opzioni dovrei cercare per un design del timer economico, a bassa corrente, a bassa tensione e bassa precisione?

transistors oscillator timer

— Adam Davis
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Quel requisito di bassa corrente è un vero vincolo, altrimenti menzionerei il buon vecchio timer 555 a 170µA @ 5V

— Majenko

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555 timer sono grezzi e quasi obsoleti. Possono essere economici, ma ci sono modi più efficienti per svolgere tutte le loro funzioni.

— Nick T,

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inserisci qui la descrizione dell'immagine

Calcolo della corrente dinamica dal foglio dati. Probabilmente l'RC tirerà circa 0,3 μA oltre alla corrente statica di Schmitt.

— markrages
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Oooh, mi piace questo - dovrò prototiparlo e vedere come funziona. Con un po 'di lavoro potrei essere in grado di sbarazzarmi dell'SCR e il prezzo di questa parte in quantità è sulle ginocchia dell'ape. Per chi lo guarda in futuro, è l' NC7SZ14 .

— Adam Davis,

Nota: la perdita di ingresso dell'NC7SZ14 è + - 1 uA nell'intervallo di temperatura. 1 μ A a 3 M è 3V. Probabilmente stai meglio con un cappuccio molto più grande e una resistenza più piccola.

Ω

$\Omega$

— Connor Wolf,

Sì, è necessario testare la temperatura eccessiva. 300kΩ / 330nF funzionerebbe con un assorbimento di corrente corrispondente più elevato. Si noti inoltre che l'NC7SZ14 è limitato a 5,5 V. La gamma di tensione da 1,8 V a 7 V è una specifica difficile da soddisfare con gate CMOS come questo.

— Markrages,

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Una volta ho fatto un timer di risveglio a micropotenza che impiegava meno di 1µA. Non riuscivo più a trovare il circuito originale, ma questo è abbastanza vicino alla topologia come lo ricordo. Ha comunque senso, che sia esattamente come quello che ho usato prima o no.

Questa versione assorbirà alcuni µA, ma le resistenze sono abbastanza elevate da non doversi preoccupare delle perdite della scheda e della pulizia extra.

Durante lo stato di spegnimento del timer, che è per la maggior parte del tempo, tutti i transistor sono disattivati. C2 si carica lentamente dall'attuale a R2. Alla fine questo porta la base di Q2 abbastanza in alto da accenderla, il che attiva Q1, il che fa salire il collettore di Q1. Questo vantaggio di alto livello fa due cose. Innanzitutto, attiva l'SCR. In secondo luogo si accende temporaneamente Q3. Q3 quindi scarica C2 che lo spegne e Q1 si spegne e il ciclo ricomincia da capo.

I transistor sono mal specificati a queste basse correnti, quindi devi sperimentare. La frequenza di uscita di questo circuito ha una forte dipendenza dalla tensione di alimentazione, ma hai detto che andava bene. Non ho provato questo circuito esatto.

— Olin Lathrop
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Fare attenzione con la selezione delle parti per il condensatore da 47 μF. Alcuni elettrolitici a basso costo possono perdere alcuni μA, il che impedirebbe a questo circuito di oscillare.

— markrages,

@Markrages: giusto, ecco perché non ho specificato un elettrolitico.

— Olin Lathrop,

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Basta evidenziare una trappola ovvia per l'interrogante, che apparentemente è piuttosto limitato in termini di costi per questo progetto. (Quel limite sarà la parte più costosa del circuito.)

— segna il

@Markrages: Sì. Non deve essere esatto e R2 potrebbe essere un po 'più alto se è necessaria una costante di tempo più lunga. Stavo pensando a due cappucci ceramici da 22uF in parallelo. Non vedrà nemmeno 1 Volt e può variare con la temperatura, quindi la ceramica più economica sarà OK. Tuttavia, sì, questo è un problema.

— Olin Lathrop,

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Vorrei utilizzare un rilevatore di tensione a micropotenza / chip di ripristino MCU (1-2uA) alimentato da una rete RC come oscillatore di rilassamento.

— mikeselectricstuff
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+1 - Una volta ho usato un 12C508 per qualcosa del genere; la sensazione iniziale era quella di utilizzare un contatore binario HC4020 / 4040/4060 per dividere un altro orologio, ma la corrente di riposo di quel chip è troppo alta.

— Jason S,

Questo è il mio approccio iniziale, ma volevo assicurarmi che non mi mancasse qualcosa di più ovvio.

— Adam Davis,

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Ecco una singola porta Schmitt - questa da TI - 74LVC1G125 - con 10 UA max Icc dichiarati su 1,65 V - 5,5 V - che è inferiore alla specifica Vcc max di 7V. MA l'altro menzionato ha lo stesso limite - quindi entrambi sono inaccettabili o accettabili su questa base.

Il costo è di 6 centesimi in quantità 3000 da Digikey. Leggermente meno a volumi più alti.

La scheda dati NC7SZ14 è qui La corrente di dispersione quiesecente appare simile alla parte precedente.

Sebbene gli ingressi Schmitt consentano teoricamente qualsiasi tensione di ingresso senza problemi, sarebbe utile sapere se Icc aumenta quando Vi si avvicina all'area 1/2 Vcc.

— Russell McMahon
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