Osilator berdaya rendah, bertegangan rendah, lambat (0,1 Hz)?

11

Saya memiliki kesempatan untuk menganalisis rangkaian yang sangat menarik hari ini menggunakan transistor unijunction yang dapat diprogram sebagai pengatur waktu.

Catu daya bervariasi, dan sirkuit harus beroperasi pada arus di bawah 10uA (tidak termasuk mengisi tutupnya). Ini memicu SCR setiap 10-30 detik selama catu daya di atas 1.8VDC, dan harus beroperasi di kisaran 1,8 dan 7,0 VDC.

Waktunya tidak kritis - interval sekitar 10-30 detik untuk memicu SCR baik-baik saja (pulsa positif pendek). Semakin rendah tegangan, semakin lama interval waktunya baik-baik saja.

Kicker adalah persyaratan arus rendah (10uA atau kurang), persyaratan tegangan rendah (1.8V) dan, seperti biasa, biaya rendah (yaitu, mengganti PUT 10 sen dengan mikrokontroler 30 sen tidak akan ideal).

Apa pilihan lain yang harus saya cari untuk desain timer yang murah, arus rendah, tegangan rendah, dan akurasi rendah?

transistors oscillator timer Adam Davis
sumber
Persyaratan saat ini yang rendah adalah ikatan yang sebenarnya, jika tidak saya akan menyebutkan pengukur waktu 555 yang bagus di 170μA @ 5V
Majenko
1
555 timer kasar dan semuanya sudah usang. Mungkin murah, tetapi ada cara yang lebih efisien untuk menyelesaikan semua fungsinya.
Nick T

Jawaban:

9

masukkan deskripsi gambar di sini

Perhitungan dinamis saat ini dari lembar data. RC mungkin akan menarik sekitar 0,3 μA di samping arus statis Schmitt.

markrages
sumber
Oooh, saya suka ini - saya harus membuat prototipe dan melihat bagaimana hasilnya. Dengan sedikit kerjaan saya mungkin bisa menyingkirkan SCR, dan harga untuk bagian ini secara kuantitas adalah lutut lebah. Bagi mereka yang melihat ini di masa depan, ini adalah NC7SZ14 .
Adam Davis
Catatan: Kebocoran input NC7SZ14 adalah + - 1 uA pada rentang suhu itu. 1 μ A pada 3 M adalah 3V. Anda mungkin lebih baik dengan topi yang jauh lebih besar, dan resistor yang lebih kecil. Ω
Connor Wolf
Ya, Anda perlu menguji lebih dari suhu. 300kΩ / 330nF akan bekerja dengan hasil undian yang lebih tinggi. Perhatikan juga bahwa NC7SZ14 terbatas pada 5.5V. Kisaran tegangan 1.8V - 7V adalah spesifikasi sulit untuk bertemu dengan gerbang CMOS seperti ini.
markrages
7

Saya pernah melakukan timer bangun tenaga mikro yang mengambil kurang dari 1μA. Saya tidak dapat menemukan sirkuit aslinya lagi, tetapi ini cukup dekat dengan topologi seperti yang saya ingat. Masuk akal juga, apakah itu persis seperti apa yang saya gunakan sebelumnya atau tidak.

Versi ini akan menghasilkan beberapa μA, tetapi resistansi cukup tinggi sehingga Anda tidak perlu khawatir tentang kebocoran papan dan kebersihan ekstra.

Selama keadaan off timer, yang sebagian besar waktu, semua transistor mati. C2 perlahan terisi dari arus melalui R2. Akhirnya ini membawa dasar Q2 cukup tinggi untuk menyalakannya, yang menyalakan Q1, yang membuat kolektor Q1 menjadi tinggi. Keunggulan ini melakukan dua hal. Pertama, ini menghidupkan SCR. Kedua untuk sementara menyalakan Q3. Q3 kemudian mengisi C2 yang mematikannya dan Q1 dan siklus dimulai dari awal lagi.

Transistor tidak ditentukan dengan baik pada arus rendah ini, jadi Anda harus bereksperimen. Frekuensi output dari rangkaian ini memiliki ketergantungan yang kuat pada tegangan suplai, tetapi Anda mengatakan itu OK. Saya belum menguji rangkaian persis ini.

Olin Lathrop
sumber
Hati-hati dengan pemilihan bagian untuk kapasitor 47 μF. Beberapa elektrolitik murah dapat bocor beberapa μA, yang akan mencegah rangkaian ini berosilasi.
markrages
@ Markark: Benar, itulah sebabnya saya tidak menentukan elektrolit.
Olin Lathrop
3
Hanya menunjukkan jebakan yang jelas untuk si penanya, yang tampaknya agak terbebani biaya pada desain ini. (Topi itu akan menjadi bagian paling mahal dari sirkuit.)
markrages
@ Markark: Ya. Itu tidak harus tepat dan R2 bisa sedikit lebih tinggi jika diperlukan waktu yang lebih lama. Saya memikirkan dua tutup keramik 22 uF secara paralel. Bahkan tidak akan melihat sebanyak 1 Volt dan dapat bervariasi dengan suhu, sehingga keramik termurah akan baik-baik saja. Tetap saja, ya, itu masalah.
Olin Lathrop
3

Saya akan melihat menggunakan micropower voltage detector / MCU reset chip (1-2uA) bertenaga dari jaringan RC sebagai osilator relaksasi.

mikeselectricstuff
sumber
+1 - Saya pernah menggunakan 12C508 untuk sesuatu seperti ini; firasat awal adalah menggunakan penghitung biner HC4020 / 4040/4060 untuk membagi jam lain, tetapi arus diam chip itu terlalu tinggi.
Jason S
Ini adalah pendekatan awal saya, tetapi ingin memastikan saya tidak melewatkan sesuatu yang lebih jelas.
Adam Davis
3

Berikut ini gerbang Schmitt tunggal - yang ini dari TI - 74LVC1G125 - dengan klaim 10 uA maks Icc melintasi 1,65V - 5,5V - yang berada di bawah spesifikasi Vcc max 7V Anda. TETAPI yang lain yang disebutkan memiliki batasan yang sama - sehingga keduanya tidak dapat diterima atau diterima atas dasar ini.

Biaya adalah 6 sen dalam jumlah 3000 dari Digikey. Sedikit kurang pada volume yang lebih tinggi.

Datasheet NC7SZ14 di sini arus bocor Quiesecent muncul mirip dengan bagian di atas.

EWhile Schmitt secara tidak sengaja memungkinkan input voltase apa pun tanpa prpoblem, akan lebih baik jika ICC naik ketika Vi mendekati area 1/2 Vcc.

Russell McMahon
sumber