Oscilador de baixa potência, baixa tensão, lento (0,1 Hz)?

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Hoje tive a oportunidade de analisar um circuito muito interessante usando um transistor de unijunção programável como temporizador.

A fonte de alimentação varia e o circuito deve operar com menos de 10uA de corrente (sem contar o carregamento da tampa). Ele dispara um SCR a cada 10 a 30 segundos, desde que a fonte de alimentação esteja acima de 1,8VDC e deve operar em uma faixa de 1,8 e 7,0 VDC.

O tempo não é crítico - intervalos de 10 a 30 segundos para acionar o SCR são bons (um pulso positivo curto). Quanto menor a tensão, mais longo o tempo.

O kicker é o requisito de baixa corrente (10uA ou menos), requisito de baixa tensão (1,8V) e, como sempre, baixo custo (ou seja, substituir um PUT de 10 centavos por um microcontrolador de 30 centavos não seria o ideal).

Que outras opções devo procurar para um design de temporizador barato, de baixa corrente, baixa tensão e baixa precisão?

transistors oscillator timer

— Adam Davis
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Esse requisito de baixa corrente é um vínculo real, caso contrário, eu mencionaria o bom e velho cronômetro 555 a 170µA @ 5V

— Majenko

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555 temporizadores são brutos e praticamente obsoletos. Podem ser baratos, mas existem maneiras mais eficientes de realizar todas as suas funções.

— Nick T

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insira a descrição da imagem aqui

Cálculo dinâmico dinâmico da folha de dados. O RC provavelmente puxará cerca de 0,3 μA, além da corrente estática de Schmitt.

— markrages
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Oooh, eu gosto disso - vou ter que criar um protótipo e ver como funciona. Com um pouco de trabalho, talvez eu consiga me livrar do SCR, e o preço dessa parte em quantidade é o joelho da abelha. Para quem olha isso no futuro, é o NC7SZ14 .

— Adam Davis

Ω

$\Omega$

Sim, você precisa testar a temperatura excessiva. 300kΩ / 330nF funcionariam com o consumo de corrente correspondentemente maior. Observe também que o NC7SZ14 é limitado a 5,5V. A faixa de tensão de 1,8V - 7V é uma especificação difícil de atender a portões CMOS como este.

— markrages

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Certa vez, fiz um timer de ativação por micropoder que levou menos de 1 µA. Não consegui mais encontrar o circuito original, mas isso é bem parecido com a topologia como eu me lembro. De qualquer forma, faz sentido, seja exatamente como o que eu usei antes ou não.

Esta versão consumirá alguns µA, mas as resistências são altas o suficiente para que você não precise se preocupar com vazamentos na placa e limpeza extra.

Durante o estado desligado, que é na maioria das vezes, todos os transistores estão desligados. C2 carrega lentamente da corrente através de R2. Eventualmente, isso eleva a base do Q2 o suficiente para ativá-lo, o que ativa o Q1, o que faz o coletor do Q1 ficar alto. Essa vantagem alta faz duas coisas. Primeiro, ele liga o SCR. Segundo, ele liga temporariamente o terceiro trimestre. Q3 então descarta C2, que o desliga e Q1, e o ciclo recomeça.

Os transistores são mal especificados nessas correntes baixas, então você precisa experimentar. A frequência de saída deste circuito depende fortemente da tensão de alimentação, mas você disse que estava tudo bem. Eu não testei esse circuito exato.

— Olin Lathrop
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Tenha cuidado com a seleção de peças para o capacitor de 47 μF. Alguns eletrolíticos baratos podem vazar alguns μA, o que impediria esse circuito de oscilar.

— markrages

@ Markrages: Certo, é por isso que não especifiquei um eletrolítico.

— Olin Lathrop

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Apenas apontando uma armadilha óbvia para o interlocutor, que aparentemente é bastante limitado por esse design. (Esta tampa irá ser a parte mais cara do circuito.)

— markrages

@ Markrages: Sim. Não precisa ser exato e o R2 pode ser um pouco maior se for necessária uma constante de tempo mais longa. Eu estava pensando em duas tampas de cerâmica de 22uF em paralelo. Ele nem chega a ver 1 Volt e pode variar com a temperatura; portanto, a cerâmica mais barata ficará boa. Ainda sim, isso é um problema.

— Olin Lathrop

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Eu usaria um chip de redefinição de detector de tensão de micropoder / MCU (1-2uA) alimentado por uma rede RC como um oscilador de relaxamento.

— mikeselectricstuff
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+1 - Uma vez eu usei um 12C508 para algo assim; A sensação inicial era usar um contador binário HC4020 / 4040/4060 para dividir outro relógio, mas a corrente inativa desse chip é muito alta.

— Jason S

Essa é minha abordagem inicial, mas queria ter certeza de que não estava perdendo algo mais óbvio.

— Adam Davis

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Aqui está um único portão Schmitt - este da TI - 74LVC1G125 - com 10 uA max de Icc em 1,65V - 5,5V - abaixo da sua especificação máxima de 7V em Vcc.MAS o outro mencionado tem a mesma limitação - portanto, ambos são inaceitáveis ou aceitáveis nessa base.

O custo é de 6 centavos na quantidade 3000 da Digikey. Um pouco menos em volumes mais altos.

A folha de dados do NC7SZ14 está aqui A corrente de vazamento silenciosa parece semelhante à parte acima.

E Enquanto as entradas Schmitt permitem nocionalmente qualquer tensão de entrada sem problemas, seria interessante saber se o Icc aumenta quando o Vi se aproxima da área de 1/2 Vcc.

— Russell McMahon
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