¿Oscilador de baja potencia, bajo voltaje, lento (0.1Hz)?

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Tuve la oportunidad de analizar un circuito muy interesante hoy usando un transistor unijunction programable como temporizador.

La fuente de alimentación varía y el circuito debe funcionar con menos de 10 uA de corriente (sin contar la carga de la tapa). Activa un SCR cada 10-30 segundos siempre que la fuente de alimentación esté por encima de 1.8VDC, y debe operar en un rango de 1.8 y 7.0 VDC.

El momento no es crítico: alrededor de 10-30 segundos para activar el SCR está bien (un pulso positivo corto). Cuanto más bajo es el voltaje, más largo es el intervalo de tiempo.

El pateador es el requisito de baja corriente (10uA o menos), el requisito de bajo voltaje (1.8V) y, como siempre, el bajo costo (es decir, reemplazar un PUT de 10 centavos con un microcontrolador de 30 centavos no sería lo ideal).

¿Qué otras opciones debería buscar para un diseño de temporizador barato, de baja corriente, bajo voltaje y baja precisión?

transistors oscillator timer

— Adam Davis
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Ese bajo requerimiento de corriente es una verdadera atadura, de lo contrario mencionaría el buen temporizador 555 a 170 µA @ 5V

— Majenko

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555 temporizadores son crudos y casi obsoletos. Pueden ser baratos, pero hay formas más eficientes de cumplir todas sus funciones.

— Nick T

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ingrese la descripción de la imagen aquí

Cálculo dinámico actual de la hoja de datos. El RC probablemente extraerá aproximadamente 0.3 μA además de la corriente estática de Schmitt.

— markrages
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Oooh, me gusta esto, tendré que hacer un prototipo y ver cómo funciona. Con un poco de trabajo, podría deshacerme del SCR, y el precio de esta parte en cantidad son las rodillas de la abeja. Para aquellos que buscan esto en el futuro, es el NC7SZ14 .

— Adam Davis

Nota: La fuga de entrada del NC7SZ14 es + - 1 uA por encima de su rango de temperatura. 1 μ A a 3 M es 3V. Probablemente estés mejor con una tapa mucho más grande y una resistencia más pequeña.

Ω

$\Omega$

— Connor Wolf

Sí, necesitas probar la temperatura. 300kΩ / 330nF funcionaría con un consumo de corriente correspondientemente mayor. También tenga en cuenta que el NC7SZ14 está limitado a 5.5V. El rango de voltaje de 1.8V - 7V es una especificación difícil de cumplir con puertas CMOS como esta.

— markrages

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Una vez hice un temporizador de activación de micropoder que tomó menos de 1 µA. Ya no pude encontrar el circuito original, pero lo recuerdo bastante cerca de la topología. Tiene sentido de todos modos, ya sea exactamente como lo que usé antes o no.

Esta versión generará unos pocos µA, pero las resistencias son lo suficientemente altas como para que no tenga que preocuparse por las fugas de la placa y la limpieza adicional.

Durante el estado apagado del temporizador, que es la mayoría de las veces, todos los transistores están apagados. C2 se carga lentamente desde la corriente a través de R2. Eventualmente, esto eleva la base de Q2 lo suficientemente alto como para encenderlo, lo que activa Q1, lo que hace que el colector de Q1 vaya alto. Esta ventaja alta hace dos cosas. Primero, enciende el SCR. En segundo lugar, se enciende temporalmente Q3. Q3 luego desarma C2 que lo apaga y Q1 se apaga y el ciclo comienza de nuevo.

Los transistores están poco especificados en estas bajas corrientes, por lo que debe experimentar. La frecuencia de salida de este circuito depende mucho de la tensión de alimentación, pero usted dijo que estaba bien. No he probado este circuito exacto.

— Olin Lathrop
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Tenga cuidado con la selección de piezas para el condensador de 47 μF. Algunos electrolíticos baratos pueden perder unos pocos μA, lo que evitaría que este circuito oscile.

— markrages

@Markrages: Correcto, por eso no especifiqué un electrolítico.

— Olin Lathrop

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Simplemente señalando una trampa obvia para el interrogador, que aparentemente tiene un costo limitado en este diseño. (Ese límite será la parte más cara del circuito)

— Markrages

@Markrages: Sí No tiene que ser exacto y R2 podría ser un poco más alto si se necesita una constante de tiempo más larga. Estaba pensando en dos tapas de cerámica de 22uF en paralelo. Ni siquiera verá tanto como 1 voltio y puede variar con la temperatura, por lo que la cerámica más barata estará bien. Aún así, sí, eso es un problema.

— Olin Lathrop

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Me gustaría ver el uso de un detector de voltaje de micro potencia / chip de reinicio de MCU (1-2uA) alimentado desde una red RC como un oscilador de relajación.

— mikeselectricstuff
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+1 - Una vez usé un 12C508 para algo como esto; La sensación inicial fue utilizar un contador binario HC4020 / 4040/4060 para dividir otro reloj, pero la corriente de reposo de ese chip es demasiado alta.

— Jason S

Este es mi enfoque inicial, pero quería asegurarme de que no me faltaba algo más obvio.

— Adam Davis

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Aquí hay una sola puerta Schmitt, esta de TI - 74LVC1G125 , con Icc máx. De 10 uA en 1.65V - 5.5V, que está por debajo de su especificación Vcc max de 7V. PERO el otro mencionado tiene la misma limitación, por lo que ambos son inaceptables o aceptables sobre esta base.

El costo es de 6 centavos en cantidad 3000 de Digikey. Ligeramente menos en volúmenes más altos.

La hoja de datos NC7SZ14 está aquí La corriente de fuga quiescente parece similar a la parte anterior.

Mientras que las entradas de Schmitt permiten no tener ningún voltaje de entrada sin problemas, sería interesante saber si Icc aumenta a medida que Vi se acerca al área de 1/2 Vcc.

— Russell McMahon
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