Ce que vous recherchez s'appelle une alimentation hors ligne. Une recherche rapide révèle le Fairchild Semi FSAR001. Mettre en 80 - 240 Vca donne 5 Vcc à 35 mA max.

Il y en a beaucoup plus autour.

• il est NON isolé !!! ce qui signifie que ce n'est pas une conception à mettre dans des appareils que les gens vont gérer - Point final.

permettez-moi de le répéter, c'est un circuit mortel, mais parfaitement raisonnable à utiliser dans les bonnes conditions.

Voici un extrait de la page 2 de la fiche technique.

Cette réponse ne répond pas à votre question concernant la conception d'une puce. À quoi je peux répondre, mais j'espère que le vrai problème sera résolu avec cette piste et cette direction.

Pas de contournement de la physique. Vous aurez besoin d'une "verrue murale". Soit vous obtenez une verrue murale en tant que produit emballé, soit vous l'implémentez vous-même sur votre PCB.

Voici pourquoi votre demande n'est pas réalisable:

Une verrue murale ...

• effectue une rectification (conversion d'une alimentation secteur bipolaire en alimentation CA unipolaire)
• suivi d'une filtration (conversion de CA unipolaire en une approximation de CC)

Voici les étapes de base pour passer du CA au CC . Toute autre approche inclura ces étapes sous une forme ou une autre. Vous pouvez obtenir des unités beaucoup plus petites (puissance de sortie inférieure) si cela répond mieux à vos besoins. Vous pouvez également les obtenir sous forme de modules PCB (google pour alimentation "open-frame") au lieu de produits emballés.

Par exemple, ceux-ci.

Le circuit FSAR001 suggéré par rawbrawb est un circuit intelligent qui fera ce que vous voulez mieux que presque tout autre circuit IF bien conçu. Mais il peut être très peu fiable s'il est mal conçu. En effet, des transitoires ou des signaux non intentionnels peuvent activer le commutateur d'entrée-sortie alors qu'il ne devrait pas en être un. Le secteur est alors directement connecté à la sortie. C'est généralement «une mauvaise idée» [tm].

L'efficacité du circuit FSAR001 sera élevée si l'on considère l'efficacité comme
(Vin x Iin) / (Vout x Iout). MAIS son facteur de puissance est médiocre - ce qui n'a souvent pas d'importance. c'est-à-dire qu'il tire toute sa puissance lorsque le cycle du secteur est à basse tension et pas du tout lorsque la tension est élevée, donc la forme d'onde est TRÈS déformée par rapport à une sinusoïde. Les autorités réglementaires sont de plus en plus mécontentes de ces systèmes MAIS lorsque les niveaux de puissance sont très bas (comme ici), cela peut être considéré comme acceptable.

Cela fonctionne en activant un interrupteur lorsque Vin_mains est bas et ~ - Vout, et en l'éteignant lorsque Vin_mains >> Vout. Si votre processus IC peut résister à la tension de crête du secteur, vous pouvez l'intégrer dans votre circuit intégré. Sinon, vous pouvez l'ajouter en utilisant un interrupteur haute tension (transistor bipolaire, etc.) plus un circuit intégré basse tension. C'est un circuit très intelligent et également facilement peu fiable s'il est mal conçu. Il fera ce que vous voulez s'il est bien conçu.

Un design qui peut être petit et qui est potentiellement plus sûr est de redresser le secteur puis d'utiliser un oscillateur à très haute fréquence pour transférer l'énergie via un noyau magnétique. Plus la fréquence est élevée, plus le noyau est petit. Certains convertisseurs modernes fonctionnent dans la gamme 1 MhZ - 10 Mhz pour obtenir une taille basse. Des fréquences encore plus élevées sont possibles avec le plus grand soin.

Une approche récente consiste à générer des RF à des fréquences extrêmement élevées - 1 GHz + dans certains cas, et à utiliser de très très petits condensateurs comme dispositifs de couplage d'énergie. Cela peut entraîner des systèmes extrêmement petits mais la complexité est plus élevée.

Corée? Une visite là-bas serait intéressante ... :-).

Maintenant, pour répondre au côté "conception de puce" de la question. Cette réponse ne peut pas nécessairement couvrir tous les détails. Vous devrez rechercher vous-même des domaines individuels, auxquels j'espère vous donner des pistes dans le texte.

La première étape que vous devrez faire est de trouver un processus capable de gérer les hautes tensions qui sont Il y a des limites aux matériaux qui sont utilisés ici qui s'adaptent à l'intensité du champ électrique. Il existe des processus Si qui vont de 1000 V à 1 V, nous supposerons donc que vous trouverez un processus Si (bipolaire, BiCMOS ou CMOS) capable de gérer la tension.

Vous semblez fixé sur 65 nm technologie des procédés. En effectuant un calcul approximatif et en supposant un fonctionnement 1V, pour adapter cette conception à 600 V, vous auriez besoin d'un nœud de processus de 39000 nm = 39um. Et c'est pour soutenir le champ électronique latéral de la source au drain. Cela en soi est un indice important que ce processus ne serait pas utilisé. En fait, les nœuds de processus à tension plus élevée utilisent des appareils légèrement différents, comme DMOS. La puce du contrôleur hors ligne est très probablement fabriquée dans un processus de 1, 2 ou 3 um, et peut en fait être SOI.

La tension la plus élevée, le plus petit nœud de processus que je connaisse est ~ 50V sur 0,18u Processus CMOS, - qualifié pour l'automobile. Il pourrait y en avoir d'autres là-bas. Regardez autour de vous. Puisque vous êtes en Corée, regardez Magnachip et Dongbu Hightech. en tant que fabs.

En supposant que vous ayez maintenant choisi un processus capable de gérer la tension et le nœud de processus de 65 nm, vous avez depuis longtemps disparu de vos pensées. Vous êtes maintenant un héros parce que le NRE pour le processus est passé de 1 M $ (nœud 65 nm) à peut-être 60 K $ (nœud 3u).

Alors peut-on mettre des inducteurs sur puce? Absolument. mais ils sont ÉNORMES et très difficiles à fabriquer d'une manière qui donne un bon rendement. Les gars RF les utilisent pour les circuits de réservoir et les filtres. Mais la chose à retenir est que les tailles d'inductance utilisées dans les circuits RF sont d'environ 1/1 000 000 de l'inductance dont vous aurez besoin pour faire un bon convertisseur SMPS. Et NON, vous ne pouvez pas mettre un matériau à haute permittvité pour augmenter l'inductance, vous êtes coincé avec SiO2 et ses différentes variations. Donc les inductances POWER sont maintenant hors de l'équation.

Ensuite, les condensateurs. Basé sur un nœud de processus connu - 180 nm, prend en charge 1,8 Volts et a une capacité de 8,8 fF par um ^ 2. Permet de mettre à l'échelle à 600 V en augmentant l'épaisseur de l'oxyde de grille. => 60um d'oxyde de grille d'épaisseur pour éviter la rupture. (Le champ E reste le même). La capacité est 1/333 => 26,4 aF / um ^ 2. Pour 10 uF, vous avez besoin de 3,8e11 um carrés pour obtenir cette capacité. => 0,4 ​​m ^ 2 remarquez qu'il s'agit d'une matrice d'environ 0,6 m X 0,6 m de côté. Je pense que le coût commence alors à devenir un problème. Ce condensateur hors puce commence maintenant à paraître très raisonnable.

Maintenant, toutes les contraintes de conception sont en place. Utilisation d'un ancien nœud de processus haute tension, sans accès aux inductances ou aux condensateurs sur puce. Mais c'est peu coûteux! Et vous obtenez des transistors analogiques appropriés par rapport aux transistors numériques que vous obtiendriez dans le processus 65 nm.

La seule solution que je puisse penser, puisque vous ne pouvez pas utiliser de condensateurs hors puce, est de construire un redresseur à onde pleine et de faire fonctionner le circuit UNIQUEMENT lorsque la tension d'entrée est supérieure au seuil de fonctionnement de 3 V. Faites arrêter le circuit pendant le passage à zéro de la forme d'onde CA. De cette façon, vous n'avez pas besoin des «gros» condensateurs de maintien. Une fois que la forme d'onde CA est au-dessus de la plage 3V autour du passage à zéro, vous aurez beaucoup de puissance. Vous pouvez mettre des condensateurs de filtrage et de maintien de charge beaucoup plus petits sur les circuits de polarisation (qui ne consomment pas beaucoup d'énergie) pour permettre au point de fonctionnement du circuit de rester fixe pendant l'alimentation variable. Et vous pouvez réduire la puissance. Vous devriez pouvoir obtenir un bon circuit de bande interdite qui fonctionne sur moins de 1 uA, ce qui signifie des condensateurs beaucoup plus petits. Mais cela signifie que vous ne pouvez communiquer que pendant la phase «haute» de tension alternative.

Une réduction de puissance isolée et une rectification de la ligne d'alimentation secteur, ainsi que des blocs d'alimentation, analogiques et numériques sur une seule puce sont possibles, et sont effectuées par au moins quelques fabricants, Analog Devices étant remarquable à cet égard .

Les appareils Analog Devices isoPower iCoupler atteignent 5 kV d'isolement, avec un fonctionnement à une seule source d'alimentation , grâce à leur technologie de microtransformateur intégré . Bien que leur portefeuille isoPower actuel ne propose apparemment aucun microcontrôleur ou capteur de température, la preuve du concept technologique devrait servir à orienter un concepteur de puces dans la bonne direction.

Le document référencé ci-dessus fournit des détails sur les géométries d'isolement, les espaces et les paramètres de matériaux pour leurs conceptions.

Quelques points saillants de l'article:

• Les microtransformateurs sont construits sur un substrat CMOS et une couche de polyimide de 20 µm d'épaisseur entre le primaire et le secondaire fournit une isolation HV jusqu'à 5 kV.
• Rectification du Le secondaire est réalisé grâce à des diodes Schottky intégrées
• Un régulateur linéaire sur le secondaire régule la puissance de sortie, permettant ainsi aux appareils de fournir une puissance régulée pour fournir des composants de niveau logique supplémentaires.

En bref, la gamme isoPower correspond presque parfaitement à l'aspect puissance des exigences énoncées dans la question.

Une fois que la puissance régulée isolée sur une seule puce est atteinte, la détection de température et la fonctionnalité d'affichage peuvent être abordées comme un problème de conception de puces / MEMS plus conventionnel.

Essentiellement - non. Vous trouverez très peu d'alimentations hors ligne sur silicium - mais elles sont formées sur des processus non standard accordés spécifiquement pour les transistors haute tension et ne conviennent pas aux microcontrôleurs ou aux circuits analogiques généraux. En tant que concepteur de puces, vous n'aurez pas accès à ces processus à moins que vous ne parliez à un fabricant spécialisé - International Rectifier, Ixys, etc.

Si vous pouvez concevoir l'ensemble de votre système - y compris le capteur - afin qu'il puisse être complètement isolé de l'accès par un consommateur - "à double isolation" - alors vous pouvez probablement utiliser une alimentation hors ligne non isolée comme la partie Fairchild mentionnée ci-dessus. Ensuite, vous pouvez consacrer peut-être un pouce carré d'espace PCB au bloc d'alimentation hors ligne - votre capteur et ses composants électroniques peuvent vivre sur la même carte.

Mais un capteur de température, isolé de l'environnement comme il se doit pour la sécurité raisons, et physiquement proche d'une alimentation électrique fonctionnant à chaud, me semble assez inutile ...

C'est la raison pour laquelle les questions persistantes sur ce que sont exactement vos capteurs et nous n'avons toujours pas le informations de votre part pour répondre correctement à votre question.

Vous n'allez tout simplement pas mettre une alimentation secteur sur une puce. Les tensions sont trop élevées pour permettre une taille raisonnable, et vous avez besoin d'autres composants qui nécessitent un stockage d'énergie suffisant pour les rendre impossibles.

Je suppose que cela peut être une alimentation isolée puisque vous essayez apparemment de construire un unité autonome qui ne se connecte pas électriquement au monde extérieur sauf à la ligne électrique. Dans ce cas, je pense toujours qu'une pompe de charge est votre meilleure option. Oui, ce sera externe à la puce, et comparé à une puce, ce sera énorme. C'est comme ça.

Voici une pompe de charge de base:

Lorsque l'entrée CA du haut devient négative par rapport au bas, C1 est chargé jusqu'à la valeur négative de la tension de ligne de crête à travers D2. Lorsque la tension revient au positif, elle est déchargée via D1 et charge quelque peu C3. Sans charge, la tension de sortie CC est la tension de pointe de la ligne, ce qui n'est pas ce que vous voulez. Cependant, le courant est bien limité, donc le plus simple serait de suivre cela avec un régulateur shunt. Cela va plonger entre les pics, donc vous concevez soit la réinitialisation du circuit pour tolérer cela, soit vous rendez le régulateur shunt un peu plus haut que ce que vous voulez et suivez cela par un régulateur linéaire normal.

Un inconvénient Cette approche est que le courant que vous obtenez est terriblement bas pour des condensateurs de bonne taille à la fréquence de ligne. Vous pouvez faire en sorte que des condensateurs plus petits autorisent plus de courant, mais vous devrez ensuite rectifier la ligne CA et la couper vous-même avec un circuit actif.

Il n'y a pas de déjeuner gratuit comme vous semblez le souhaiter. Si ce que vous demandez était raisonnablement possible, d'autres l'auraient fait il y a longtemps.