Interruptor de calor de potencia ultrabaja

Tengo un dispositivo que funciona con batería que debe tener la temperatura habilitada. Una vez que la temperatura supere los 60 °C, el dispositivo debería comenzar a funcionar. Idealmente, será como un fusible y continuará incluso si la temperatura desciende por debajo de los 60 °C después de la activación inicial.

El dispositivo tiene un microcontrolador, por lo que actualmente planeo ponerlo en suspensión profunda y despertarlo para verificar la temperatura cada minuto más o menos, sin embargo, esto consumirá casi un microamperio de corriente continuamente (para operar el temporizador necesario para despertar).

Me gustaría reducir eso aún más. Sin embargo, no conozco ningún elemento de circuito que pueda lograr esto, y cualquier diseño de circuito parece consumir más energía. Para complicar aún más las cosas, tengo menos de 32 mm ^ 3 de volumen disponible para cualquier componente adicional para implementar esto.

Me imagino un trozo de cera separando dos contactos suspendidos, pero no quiero desarrollar algo yo mismo, espero que ya exista un dispositivo de este tamaño tan pequeño.

¿Hay otras opciones que pueda considerar?

..esto consumirá casi un microamperio de corriente continuamente Suena excelente para mí. Usted asume que 1 uA es demasiado, pero no muestra por qué es así. En un cálculo rápido, estimo que la duración de la batería con una celda de moneda CR2032 es de un par de años (aunque solo para ese 1 uA).
Hacen cosas llamadas cortes térmicos... tal vez hacen uno que normalmente se abre y se cierra en el punto de disparo. No sé qué tan preciso es el punto de disparo de temperatura.
Busque "interruptor térmico" ... aparentemente hay "normalmente abiertos". ¿Demasiado grande? ebay.co.uk/itm/… Los "normalmente abiertos" se cierran al alcanzar la temperatura.
@FakeMoustache Afirmo que 1uA es demasiado. En realidad, está más cerca de 100nA, pero a los fines de esta pregunta, vale la pena investigar cualquier cosa por debajo de 1uA. No voy a enturbiar el problema con las razones o los cálculos detrás de esta afirmación: o hay una solución dados los requisitos o no la hay.
@BrianDrummond Sí, demasiado grande. También estos hacen lo contrario como señala FakeMoustache.
@AdamDavis Algunos no hacen lo contrario. Ese es solo el primero que encontré, no necesariamente el más pequeño disponible.
@GeorgeHerold Sería bueno si lo hicieran, pero aún no he encontrado uno en todas mis búsquedas. La precisión en este caso no es crítica, +/- 5C estaría bien, y es posible que pueda trabajar con +/- 10C.
Puede afirmar todo lo que quiera, pero a 1 uA ya está cerca de la vida útil de la batería , por lo que puede intentar reducirlo aún más, pero a nivel del sistema es un ejercicio inútil.
@FakeMoustache Hay unos que pueden abrirse y cerrarse repetidamente... usamos algunos que son un poco grandes. (No tengo idea de la corriente de fuga... podría ser mucho más de 1uA).
@BrianDrummond Ah, gracias por hacerme mirar de nuevo, esos tienen una opción normalmente abierta. Miraré alrededor un poco más, aunque esos específicos serían demasiado grandes.
La corriente de fuga es para el RTC, que se necesita para el ciclo de trabajo de la medición de temperatura para ahorrar energía.

Respuestas (4)

Un interruptor bimetálico parece un candidato probable, que no consume energía:interruptor 60c

Otra opción similar a un fusible es una hecha de metal de Wood. La aleación estándar se derrite a 70 C, quizás una aleación diferente se derrita a 60 C. Funcionaría una sola vez.

Tal vez estos sean demasiado grandes, pero busque el interruptor térmico o los termostatos mecánicos en digikey... usamos los de Cantherm .

¡Los que están en un paquete TO-220 se ven bien!

Hace un montón de años, cuando el temporizador de activación de un PIC consumía demasiada corriente, utilicé un circuito externo para realizar una activación de bajo consumo. Usó un par de transistores y algunas resistencias, y una tapa para el componente de temporización. Tomó bien por debajo de 1 µA. Más o menos recuerdo alrededor de 100 nA, pero han pasado tantos años que los detalles se han vuelto borrosos.

Creo que mi temporizador usó dos pines, una salida para restablecer el temporizador y una entrada que se reduciría cuando el temporizador se disparara.

Recuerdo que poco después de eso, Microchip presentó un "temporizador de activación de potencia ultrabaja", que habría sido lo suficientemente bueno para mis propósitos. Creo que usó un poco más de corriente que mi solución discreta, pero no mucho.

Busque PIC con "temporizador de activación de potencia ultra baja", o algo similar. Puede que tenga un poco mal el nombre de marketing para esto, pero sé que esta es una característica oficial que tienen algunos PIC. Miraría alrededor en la serie 16F1xxx para empezar.

Una posible opción es utilizar un microprocesador que admita un sueño profundo extremo como sensor de temperatura. El Atmel ATMega328P-PU (la versión Picopower) puede activarse al cambiar el pin desde el modo Power-Down @ 100nA. Una vez despierto, solo consume 200 uA si mantiene la mayoría de los periféricos apagados.
El procesador tiene un sensor de temperatura integrado, que cuando te despiertas obviamente debe estar en la temperatura ambiente, por lo que al menos durante muchos segundos te indica la temperatura ambiente.
Para obtener una señal de despertador regular, puede usar el temporizador Watchdog de TI Nano-power . Consume alrededor de 30 nA y tiene un valor de temporizador de 64 segundos. Por supuesto, podría usar el '328P Timer 2 para contar múltiples transiciones desde el TPL5000 para obtener cualquier valor de tiempo razonable que necesite para despertarse.

Eso parecería reducirlo a aproximadamente 130 nA de consumo de corriente en estado de suspensión y probablemente a menos de 500 nA en promedio, incluso con despertares cada 64 segundos.

La última pregunta es, por supuesto... ¿por qué no está utilizando un procesador como el ATMega328P como elemento informático principal?

Un último pensamiento... si el microprocesador que tiene tiene una corriente de estado de suspensión aceptable, puede despertarse y usar un sensor de temperatura Maxim 18B20 de 1 cable. Estos tienen una corriente de suministro muy alta de 3 uA, pero solo los usa para lecturas, por lo que puede mantenerlos apagados hasta que los necesite.

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