Доброе время суток.
Необходимо уменьшить входное напряжение 5-18 вольт до уровня 5 вольт для питания микроконтроллера.

Устройство, на котором будет это производиться, не имеет внешних источников питания или батареек. Энергия поступает через трансформатор, заряжая конденсаторы. И эти конденсаторы являются единственным источником энергии.

Обычная кренка или стабилизаторы типа 7805 потребляют очень большой ток даже если к выходу ничего не подключено (проверено экспериментально). В итоге энергия, запасённая на конденсаторах суммарной ёмкостью около 2000 мкФ и уровнем заряжающего напряжения в 18 Вольт сажаются одним только 7805 за 2-3 секунды. Хотя без стабилизатора энергия хранится достаточно долгое время (в минуту разряжается на 0,5-1 Вольт).

И ещё одна важная особенность - разрешено использовать только отечественную элементную базу

Подскажите, есть ли решение данной проблемы? Входное напряжение не обязательно будет 18 Вольт, вполне возможно вплоть до 4,5 Вольт (3,3 В достаточно для микроконтроллера).

Даже если Вы поставите стабилизатор у которого КПД 100% для питания микроконтроллера который "сажает" конденсатор через кренку за 3 секунды, максимум на что Вы сможете рассчитывать это 8 секунд. И в чем задача? Запитать микроконтроллер дорогущим стабилизатором только для того чтобы он вместо 3 секунд проработал 8. Или есть другие условия...

Тогда переформулирую вопрос. Насколько максимально долго можно продлить время работы (снизить потребление преобразователя), чтобы получить максимальное время работы устройства

КПД преобразавателя до 97% это и есть максимальное время работы Вашего микроконтроллера. Их много и валом импортных. Из наших микросхем не знаю.

Вот в том то и дело что нужны наши. Импортные не покатят. В идеале чтобы ещё кристаллы можно было купить, хотя и понимаю что многого хочу

А микроконтроллер тоже наш?)

Есть ШИМ контроллер 1114ЕУ7. Не знаю насколько он подойдёт, так как судя по описанию потребление порядка 20 мА, т.е разрядит конденсаторы также за секунды. Малопотребляющих импульсных стабилизаторов отечественных не знаю. Если микроконтроллер потребляет немного с десяток миллиампер, то можно посмотреть в сторону линейных стабилизаторов 1264ЕР1 вроде пишут ток регулировки порядка 100мкА, т.е с делителем будет потреблять единицы мА. Не сразу заметил. ему требуется минимальная нагрузка 10 мА, т.е стабилизатор будет потреблять немного, но устройство в целом также разрядит конденсаторы за несколько секунд. Если микроконтроллер совсем мало потребляет (несколько миллиампер и меньше ) . то можно на стабилитроне сделать питание или на 142ЕН19 - потребление порядка 0,5 мА + ваше устройство.

Сообщение отредактировал bolden - Apr 11 2014, 17:18

Очевидно, нанять ещё одного сотрудника, который начнёт решение задачи с того, что таки выяснит, сколько же потребляет этот проклятый микроконтроллер.

Микроконтроллер - отдельная ситуация. Используется он временно для отладки алгоритмов. Планирую задействовать режим Sleep. В дальнейшем его заменим интегральной микросхемой после отладки алгоритмов. Изготовлять будем на предприятии, такая возможность имеется.

bolden, спасибо, посмотрю

Сообщение отредактировал AntiDriver - Apr 11 2014, 17:22

Можно задать вопрос с другой стороны. Сколько времени должен проработать микроконтроллер?

Максимально сколько это возможно. Дело в том что мои руководители как и сами заказчики сами не знают что хотят. Вот и приходится "угадывать".
По факту должен получится интерфейс для передачи энергии и информации через трансформатор. Причём так, чтобы информацию принял (которая, соответственно, тоже несёт в себе энергию), обработал и передал обратно. И чтобы ещё осталось заряда на какие-то дальнейшие действия. Вначале была версия 2 минуты, потом несколько секунд... Поэтому нужно выжать всё что можно.

Нечто подобное я делал на полевом транзисторе КП302. Нагрузка была в цепи истока, а затвор - на землю. Таким образом, чем сильнее росло напряжение на нагрузке, тем больше прикрывался транзистор, ограничивая, вплоть до полной отсечки.
Собственный ток потребления (по затвору) - ноль.

Но уменьшение собственного тока потребления - еще не всё, что нужно сделать для продления, поскольку энергия тратится на разогрев транзистора (ограничение активным сопротивлением).

Есть идея сделать переключаемые конденсаторы. Заряжать до 15 вольт батарею из трех конденсаторов последовательно, на каждом будет по 5В, а потом переключать их на параллельное - при этом суммарная емкость увеличится в девять(!) раз, а напряжение снизится до нужного без потерь.
Переключать КМОП-овскими ключами К561КТ3 (тоже берут не много, единицы микроампер).

Или придется городить ШИМ на К140УД12.

А вообще непонятно, почему бы не заряжать четыре маленьких Ni-Cd аккума вместо здоровенных конденсаторов, и 4.8 вольта Вам стабильно обеспечено...

Меджикивис, спасибо, хорошие идеи предложил. Вот только нужно узнать, если ли наши аккумуляторы и способны ли они 15 лет лежать бездейственно и сколько они будут стоить. Так как суммарная стоимость должна быть низкой - устройство одноразовое в итоге должно получиться (начинка ракеты).

Д-0.1 типо... Тут совсем маленькие нужны, вроде часовых батареек. Не думаю, чтоб офигительная стоимость была.
ЛЕЖАТЬ никель-кадмий может неограниченно - не портится (если нет разгерметизации). А вот держать заряд столько времени - навряд; надо будет зарядить перед запуском.
А вообще, для одноразовой системы я бы предложил обыкновенный гальванический элемент по принципу огнетушителя: электролит в стеклянной запаянной ампуле.
Перед стартом ампулу не вынимая раздавливаем или разбиваем (прямо внутри элемента) - и на полчаса питание обеспечено.

Литиевые батарейки 3 вольта - вот эти могут держать полный заряд десятилетиями. Но делают ли их у нас - я не в курсе.

добавлено:
А что, в ракете нормального электропитания что ли нет? Ведь 18 вольт откуда-то берутся же.

Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 11 2014, 18:28

Не совсем ракета. Маленькая ракетка - тепловая помеха/дымовая/электромагнитная и т.п. Разбить ампулу - не вариант - нужно как-то разбивать. Питанию там на самом деле взяться неоткуда. 15 лет хранить заряд не нужно - 2 минуты будет более чем достаточно