С целью существенного уменьшения массы и объёма системы электропитания на борту современных космических аппаратов применяется повышенное постоянное напряжение. Для работы в бортовых сетях с диапазоном изменения напряжения от 80 до 120 В предприятие XMTI (Xi’an Microelectronics Technology Institute) разработало ряд радиационно‑стойких DC/DC‑преобразователей и помехоподавляющих фильтров.
Изделия выполнены по толстоплёночной гибридной технологии, обеспечивающей:
- высокую плотность упаковки компонентов бескорпусного исполнения;
- минимальное сопротивление теплопередачи от всех теплонагруженных элементов к поверхности теплоотвода;
- высокую степень герметичности.
Модули преобразователей напряжения реализованы на основе однотактной структуры. Преобразование напряжения осуществляется на высокой частоте. Гальваническая развязка в контуре обратной связи выполнена с применением трансформаторов. Входные и выходные цепи полностью изолированы.
Применение радиационно‑стойкой элементной базы, особых подходов и методов проектирования обеспечивает высокую радиационную стойкость модулей. Гарантируется стойкость к эффекту полной накопленной дозы при 100 крад (Si), причём испытания проводятся при воздействии низкой мощности дозы 0,1 рад (Si)/с. Также гарантируется стойкость к одиночным эффектам при пороговых линейных потерях энергии (ЛПЭ) иона в кремнии до 75 МэВ·см²/мг.
Мощностной ряд серии LDCD/100 представлен моделями на 15, 20, 30, 65, 110 и 120 Вт. Одно‑ и двухканальные модули формируют наиболее часто востребованные номиналы постоянного напряжения: 3,3; 5; 12; 28; ±12; ±15 В.
Изделия оснащены набором сервисных и защитных функций, необходимых для безопасной эксплуатации и расширения возможностей их применения:
- функция дистанционного управления включением и выключением через командный вход, позволяющая реализовать заданные алгоритмы подачи напряжения к отдельным узлам аппаратуры;
- синхронизация частоты преобразования внешним синхросигналом параллельно включённых модулей для уменьшения пульсации потребляемого устройствами тока;
- функция равномерного распределения тока между параллельно соединёнными модулями для их равномерной загрузки и, тем самым, повышения надёжности.
Необходимо отметить отсутствие (за редким исключением) в большинстве отечественных радиационно‑стойких источников питания входа синхронизации, позволяющего оптимально каскадировать модули для получения необходимой мощности. Применение таких преобразователей в космической технике требует разработки дополнительных схем синхронизации и обвязывающих элементов, что сказывается на массогабаритных характеристиках бортовой аппаратуры.
Блокировка при пониженных напряжениях на входе обеспечивает корректную работу модуля при питании от аккумуляторной батареи. Интегрирована схема защиты от перегрузки по току.
Для дополнительного подавления кондуктивных помех на входных проводах предлагается использование помехоподавляющих фильтров, обеспечивающих соответствие требованиям к уровню помех согласно стандарту GJB151A‑97 (практически совпадает с американским стандартом MIL‑STD‑461).
Гибридно‑плёночные DC/DC‑преобразователи XMTI производятся в соответствии с требованиями национальных стандартов:
- GJB2438B‑2017 «General Specification for Hybrid Integrated Circuits» (соответствует американскому стандарту MIL‑PRF‑38534);
- Q/QJA20085A‑2017 «General Specification for Hybrid Integrated Circuits for Aerospace Applications. Quality Control for Process Requirements of Space Prohibited and Restricted Use».
Предлагаются модули с уровнями качества H, YC и YB, отличающиеся набором отбраковочных процедур тестирования при производстве.
Массогабаритные и электрические характеристики, расположение выводов и их функциональное назначение идентичны параметрам некоторых модулей американской компании International Rectifier (HiRel).
Таблица «Основные характеристики радиационно‑стойких DC/DC‑преобразователей для работы в бортовой сети с номинальным напряжением 100 В»
|
Модель
|
Выходная мощность, Вт |
Диапазон входного напряжения, В |
Выходное напряжение, В |
Выходной ток, A |
КПД (тип.), % |
Масса, г |
Габариты корпуса, мм |
Рекомендуемый входной фильтр ЭМП |
Уровень качества |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
LDCD/ |
15 |
80–120 |
3,3 |
4,55 |
70 |
50 |
74×28×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
15 |
80–120 |
5 |
3 |
77 |
34 |
51,3×28,94×8,9 |
|
YB |
|
LDCD/ |
15 |
80–120 |
12 |
1,25 |
82,4 |
50 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
15 |
80–120 |
28 |
0,536 |
75 |
34 |
51,3×28,94×8,9 |
|
YB |
|
LDCD/ |
15 |
80–120 |
±12 |
±0,625 |
81 |
53 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
15 |
80–120 |
±15 |
±0,5 |
83 |
53 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
20 |
80–120 |
3,3 |
6,1 |
70 |
50 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
20 |
80–120 |
5 |
4 |
80 |
51 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
20 |
80–120 |
±12 |
±0,833 |
83 |
56 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
20 |
80–120 |
±15 |
±0,667 |
83 |
56 |
74×29×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
20 |
80–120 |
5/±12 |
2/±0,417 |
81 |
59 |
68,59×34,29×10,56 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
5 |
6 |
77,5 |
70 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
12 |
2,5 |
83,5 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
15 |
2 |
83,5 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
±5 |
3 |
79,8 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
±12 |
1,25 |
83,8 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
5/±12 |
3/±0,625 |
81 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
30 |
80–120 |
5/±15 |
3/±0,5 |
81 |
72 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
65 |
80–120 |
12 |
5,4 |
84 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
65 |
80–120 |
28 |
2,321 |
86 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
65 |
80–120 |
±12 |
2,708 |
86 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/ |
65 |
80–120 |
±15 |
2,166 |
87 |
75 |
76,7×38,6×10,66 |
|
YB |
|
LDCD/100–130/30–80/D1 |
80 |
70–120 |
130/30 |
0,5 |
83 |
136 |
76,4×63,7×11,56 |
|
H |
|
LDCD/ |
96 |
70–120 |
±12 |
±4 |
85 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
H, SAST |
|
LDCD/ |
100 |
70–120 |
±5 |
±10 |
84 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
100 |
70–120 |
8 |
12,5 |
85 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
100 |
70–120 |
47/+12/-12 |
2/0,2/0,12 |
85 |
96 |
76,7×33,6×10,66 |
|
H |
|
LDCD/ |
120 |
70–120 |
12 |
10 |
85 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
110 |
70–120 |
±12 |
±4,58 |
86 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
120 |
70–120 |
15 |
8 |
87 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
120 |
70–120 |
28 |
4,28 |
87 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
120 |
70–120 |
±15 |
±4 |
86 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
120 |
80–120 |
28 |
4,3 |
85 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
H |
|
LDCD/ |
110 |
80–120 |
±12 |
±4,5 |
86 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
|
LDCD/ |
120 |
70–120 |
±15 |
±4 |
87 |
76 |
76,7×33,6×10,66 |
|
YC, H |
Для получения дополнительной информации по продукции XMTI обращайтесь по электронной почте info@prochip.ru