Proudové zdroje nejsou žádným oběživem. Ani když budou kryty zlatem

Zatímco na Zemi je možné „dělat byznys“ i s méně kvalitními návrhy, mimo naši planetu rychle narazíte. Když bez přípravy a s pochybnou technikou vystoupáte příliš vysoko, následuje o to větší pád.

Co dokáže 155 tranzistorů

S družicovými subsystémy se nepojí pouze krásné obrázky, ale klidně též tři stovky odporových čidel sledujících jejich kondici. Také je potřebujeme budit, a to ne ledajakým způsobem. Společnost Renesas Electronics proto přišla s dvojicí precizních proudových zdrojů ISL70591SEH a ISL70592SEH, které se díky nálepce „Rad-Hard“ nebojí vyslat ani na oběžnou dráhu [1]. V rámci širší rodiny integrovaných obvodů, pro které je Země příliš malá, budou navíc první svého druhu. Rozdílů mezi keramickými pouzdry se čtyřmi vývody najdeme hned několik, ale ten stěžejní spočívá v proudové zatížitelnosti výstupu dosahující 100 μA, resp. 1 mA.

Obr. 1 Čtyřmi vývody se u proudových zdrojů nenechte zmást. Bohatě stačí polovina [1]

Obvody budou nejen menší, ale v porovnání s řešením vyskládaným z diskrétních součástek dále zpravidla ušetříme od tří až do pěti prvků. Vše, co se nám tak podaří dostat ještě blíže k senzorům, znamená rostoucí spolehlivost, kterou struktury ISL navíc podtrhují nízkou hladinou šumu a přesností, kterou nesmí příliš ohrozit změny teploty ani samotné záření. Za výchozích podmínek přitom výrobce dle konkrétní verze zdroje definuje přesnost již od ±0,30 %. Uvážíme-li pak provozní napěťový rozsah od 3 V až do 40 V spolu s teplotními výkyvy mezi –55 °C a +125 °C, stále nepřekračujeme magickou hranici jednoho procenta. Vysoká výstupní impedance dosahující až 189 MΩ pak už jen odkazuje na necitlivost vůči úbytkům vznikajícím na dlouhých vedeních nebo též předpoklady k paralelnímu řazení za účelem vyšších odběrů. Teplotní koeficient se v Renesas drží na 19, příp. jen 2,25 nA/°C.

Díky chráněným procesům PR40 SOI (Silicon On Insulator) budou součástky robustní i z hlediska SEL či SEB (single event latch-up / burn-out). Pro pořádek ještě doplníme zmínku o LDR 75krad(Si) a především pak HDR 100krad(Si), čímž obě novinky dále odlišíme od zbylých členů rodiny zcela plovoucích proudových zdrojů ISL7 × 59 × SEH s faktickými dvěma vývody [2]. Zůstat na oběžné dráze bez spojení se Zemí (GND) může mít proto více významů.

Obr. 2 Obvody ISL na své typické misi [2]

Držet se dá i při zemi

Určitě a nemusí to být žádná ostuda. Zvláště když uvážíme nové, až 64MHz „embedded kontroléry“ R7F0E s technologií SOTB™ (silicon-on-thinburied- oxide), 1,5 MB Flash či 256 kB SRAM, které poplatně 32bitovému jádru Arm® Cortex® aktivně spotřebují pouze 20 μA/MHz, zatímco v režimu Deep Standby klesneme až na 150 nA [3]. To nejzajímavější však představuje funkce EHC (Energy Harvesting Controller), se kterou začínáme rovnou sbírat energii z okolí. Zdrojů máme nepočítaně a ke startu stačí třeba jen 5 μA plus kapacita 47 μF. Vydržíte do října 2019?

Obr. 3 S nohama při zemi vyrobíte elektřinu klidně i v botě. Nové kontroléry s EHC nepotřebují mnoho [3]

robenek@dps-az.cz