Микротоковый (Ultralow Power) компаратор с источником опорного напряжения LTC1440.

Началось с того, что в комментариях к недавнему обзору (https://pluspda.ru/blog/diy/104324.html) был озвучен вопрос-задача — как сделать устройство, которое бы медленно накапливало в ёмкий конденсатор энергию от слабенькой солнечной батареи, при достижении на нём определенного верхнего порога напряжения запускало электрический моторчик и отключало его при снижении напряжения до определенного нижнего порога.
Собственно, задачка сама по себе простейшая —
источник опорного напряжения, компаратор с нужным гистерезисом, низковольтный мосфет на выход, отдельный накопитель на питание компаратора и опорника, и вопрос закрыт.
Если бы не основное условие — питаться это устройство должно от того же источника (соответственно, потребление должно быть микроамперным), а верхний порог напряжения — 3В.

И пошёл мой мозг в самостоятельное бесконтрольное турне… )))

С компаратором проблем особых нет — известный УД1208 вполне работает от 3В и потребляет при этом 20-30 мкА.
А вот как сделать источник опорного напряжения с потреблением хотя бы в половину от компаратора…

Как часто бывает, за нас давно уже всё придумали, надо было только найти.
Собственно, написать сей труд меня подвигла одна из высших человеческих эмоций — чистое восхищение, котором и делюсь с уважаемыми читателями, способными оценить это чудо!

Дэйтшит есть на чипдипе: static.chipdip.ru/lib/663/DOC011663593.pdf

Самое ценное:
— Работает от 2В (до 11В).
— Типовое потребление — 2,1 мкА (!)
— Входы компаратора работают от 0В (это великая редкость, и именно по этой причине в стабилизаторах тока для измерения напряжения на токовых шунтах все подряд традиционно и массово используют более ничем не примечательные LM358)
— в Мультисиме есть готовая модель!

Типовая схемка выглядит так:

Зависимость Icc от температуры:

На таком чудесном приборе начальная задачка решается в полпинка:

Батарейка и резистор, обведенные овалом, — аналог маломощной солнечной панели, лампочка заменяет моторчик.

Напряжение накапливается, на нужном верхнем пороге моторчик запускается, на нужном нижнем — отключается (для скорости эмуляции ёмкости были снижены на два порядка):

Замечательно!

В дополнение — схемка нагрузки, работающей без внешнего питания в диапазоне от 2В до 50В:

На 50В регулируется от ~50мА (ток стабилитрона D1) до 2,5А, на 2В — от нескольких мкА до тех же 2,5А.
На 50В резистор R1 должен быть соответствующей мощности — не менее 2Вт.

R3 может и не потребоваться, — мне Мультисим выдал компаратор со смещением в 3мВ, пришлось компенсировать, иначе ток стабилизации начинался от 300мА.
(Мультисим генерирует параметры элемента случайным образом в диапазоне указанных производителем значений, иногда выдаёт предельные.)
R5 нужен только для защиты от дребезга бегунка R4.

Правда, вопрос охлаждения радиатора надо как-то решать отдельно, если предполагается напряженная эксплуатация )))

Транзисторы и диоды в схемах взяты первые попавшиеся из базы Мультисим, прошу не придираться.

Надеюсь, здесь найдётся с кем разделить восхищение!