Радиационно-стойкие DC/DC-преобразователи для систем электропитания с постоянным напряжением 100В

Радиационно-стойкие DC/DC-преобразователи для систем электропитания с постоянным напряжением 100В

Использование в системах электропитания современных космических аппаратов (КА) промежуточного напряжения постоянного тока 100 В требует применения в распределённой части системы вторичного электропитания модулей, формирующих напряжения в диапазоне от 3,3 до 15 В для питания дискретных электрических компонентов, программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), памяти и другого электронного оборудования. Модули преобразователей напряжения должны длительное время работать в условиях воздействия полей ионизирующих излучений космического пространства без отказов, сбоев и без ухудшения технических параметров.

Радиационно-стойкие гибридно-плёночные DC/DC- преобразователи, предназначенные для работы в системах электропитания КА со стабилизированным промежуточным напряжением постоянного тока 100 В, выпускает китайская компания ECRI Microelectronics (East China Research Institute of Microelectronics), входящая в Китайскую корпорацию электронных технологий (China Electronics Technology Group Corporation — CETC).

Серия HDCD/100 предназначена для применения в условиях воздействия ионизирующих излучений космического пространства и характеризуется устойчивостью к дозовым и одиночным эффектам: уровень дозовой стойкости 100 крад (Si), уровень чувствительности к тяжёлым заряженным частицам (ТЗЧ) с линейными потерями энергии (ЛПЭ) до 65 МэВ∙см2/мг. Устройство с этими показателями радиационной стойкости могут эксплуатироваться в КА с длительными сроками активного существования на геосинхронных орбитах. Основные технические характеристики преобразователей серии HDCD/100 c выходными мощностями от 5 до 65 Вт приведены в таблице ниже.

Серия

Выходная мощность,
Вт

Входное напряжение,
В

Выходные напряжения,
В

Габариты (Д×Ш×В),
мм

Масса,
г

HDCD/100-xx-5/x

5

80…120

3,3;5; 12; 15;±5;±12

37,33×28,94 ×8,90

32…38

HDCD/100-xx-15/x

15

80…120

3,3;5; 12; 28;±12;±15

37,33× 28,94 ×8,90

54× 29 ×10,66 (двухканальные модели)

32…38

52…58 (двухканальные модели)

HDCD/100-xx-20/xx

20

80…120

3,3;5;12;±12;±15

73,33× 28,50 ×10,16

52…58

HDCD/100-xx-30/xx

30

80…120

5; 12; ±5;±12;5/±12

76,7× 38,60 ×10,66

75…85

HDCD/100-xx-65/xx

65

80…120

28

76,7× 38,60 ×10,66

80±5

Для сокращения компонентов, повышения рабочей частоты и уменьшения размеров силового трансформатора и выходного дросселя для создания модулей серии HDCD/100 применяется однотактная прямоходовая структура с регулированием методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с постоянной рабочей частотой, резонансным размагничиванием магнитопровода силового трансформатора и трансформаторной развязкой в контуре обратной связи. При этом обеспечивается высокая частота преобразования (типовое значение 300 кГц), минимизация компонентов и высокая надёжность. Трансформаторная развязка в петле обратной связи используется для обеспечения замкнутого контура управления и повышения уровня дозовой стойкости импульсного преобразователя. Улучшаются динамические характеристики и коэффициенты нестабильности по току и напряжению.

Общие характеристики DC/DC-преобразователей серии HDCD/100:

  • Диапазон рабочих температур – 55…+125ºС;
  • Входные, выходные цепи и металлический корпус изолированы друг от друга;
  • Фиксированная частота преобразования от 260 до 360 кГц (типовое значение 300 кГц);
  • Сервисные функции: защита от короткого замыкания, дистанционное включение/выключение, защита от пониженного входного напряжения, регулировка выходного напряжения (для одноканальных моделей);
  • Рассчитанное значение MTBF более 2×105 час (для условий орбитального полёта);
  • Уровень дозовой стойкости 100 крад (Si);
  • Стойкость к воздействию ТЗЧ с ЛПЭ до 65 МэВ∙см2 /мг.

Для подавления помех в модулях преобразователей используются фильтры радиопомех, как во входных, так и выходных цепях. Для дополнительного ослабления кондуктивных помех от импульсных преобразователей напряжения на входе предлагаются модули фильтрации серий HFH100 и HFE100.

Применение фильтров значительно снижает уровень пульсаций напряжения на входе DC/DC-преобразователя. Коэффициент ослабления помех фильтрами HFH100-461-50/80 и HFE100-461-100/300 на частоте 200 кГц – 35 дБ, на частоте 500 кГц – 45 дБ, на частоте 1000 кГц – 40 дБ, на частоте 2000 кГц – 40 дБ.

Фильтры выполнены по гибридно-плёночной технологии в металлических корпусах. Основные технические параметры фильтров представлены в таблице ниже.

Модель

Мощность, Вт

Входное напряжение, В

Проходной ток,
A

Габаритные размеры
(Д×Ш×В),
мм

Масса,
г

HFH100-461-50

50

80…120

0,5

51× 28,94×8,68

30…40

HFH100-461-80

50

80…120

0,8

51×28,94×8,68

30…40

HFE100-461-100

100

80…120

1

76,7× 38,6×10,66

75…85

HFE100-461-300

100

80…120

3

76,7× 38,6×10,66

75…85

Поставка преобразователей напряжения серии HDCD/100 в Россию осуществляется без оформления экспортной лицензии.