Радиационно-стойкие гибридно-плёночные преобразователи напряжения для космической промышленности

Радиационно-стойкие гибридно-плёночные преобразователи напряжения для космической промышленности

XMTI (Xi’an Microelectronics Technology Institute — Сианьский технологический институт микроэлектроники), основанный в 1965 году, является крупнейшим производителем высоконадёжной электронной продукции для космического и наземного оборудования в Китае.

Он выпускает полупроводниковую 3D‑память с использованием технологии Package‑on‑Package, высокоэффективные DC/DC‑преобразователи по различным технологиям, SiC/IGBT‑драйверы, силовые транзисторы VDMOS, линейные стабилизаторы напряжения со сверхмалым падением напряжения (LDO), цифровые микросхемы, АЦП/ЦАП, ШИМ‑контроллеры, операционные усилители, компараторы, микросхемы управления электроприводом и многие другие устройства.

Продукция выпускается в индустриальном, радиационно‑стойком (для применения в бортовом оборудовании космической техники) и военном исполнениях в соответствии с требованиями китайских стандартов (GJB), которые являются производственными стандартами организации.

Изделия уровня качества Space поставляются с обширной сопроводительной документацией. В её состав входят:

  • входной контроль Китайского центра аэрокосмических компонентов (Buy‑off Inspection Report);
  • отчёт по контролю перед корпусированием (Precap Inspection Report);
  • отбраковочные испытания (Screening Test);
  • контроль соответствия качества (Conformance Inspection Report, QCI);
  • приёмо‑сдаточные испытания (Circuit Acceptance and Delivery Report, Consignation Test);
  • отчёт по испытаниям на суммарную накопленную дозу (TID Report);
  • отчёт по испытаниям на воздействие тяжёлых заряженных частиц (SEE Report);
  • разрушающий физический анализ (РФА) (Destructive Physical Analysis, PDA);
  • сертификат подтверждения от производителя (Manufacture Certificate of Conformance);
  • сертификат соответствия от Китайского центра аэрокосмических компонентов (CASEC Certificate of Compliance).

Популярной продукцией являются гибридно‑плёночные радиационно‑стойкие DC/DC‑преобразователи для применения в сетях постоянного тока с диапазоном изменения напряжения от 80 до 120 В и выходными мощностями 15, 30, 65 и 120 Вт.

Одно-, двух- и трёхканальные модели охватывают наиболее востребованные напряжения: 3,3; 5; 9; 12; 15; 28; ±5; ±12; ±15; 5/±12; 5/±15 В. Преобразование осуществляется с КПД от 70 до 88 %.

Также предлагаются радиационно‑стойкие модули DC/DC‑преобразователей напряжения для работы в бортовых сетях космических аппаратов со стандартной шиной 28 В (диапазон изменения напряжения — от 20 до 50 В).

Устройства характеризуются стойкостью к накопленной дозе до 100 крад (Si). При этом испытания проводятся при низкой мощности дозы 0,1 рад (Si)/с. Гарантируется отсутствие одиночных эффектов при воздействии высокоэнергетических частиц с линейными потерями энергии (ЛПЭ) до 75 МэВ · см²/мг. Диапазон рабочих температур — от −55 до +125 °C. Уровни качества модулей: Y, HB.

Для дополнительного понижения уровня кондуктивных помех во входных цепях предлагаются фильтры электромагнитных помех.

Для безопасной эксплуатации модули содержат набор защитных и сервисных функций:

  • блокировка при пониженном входном напряжении;
  • защита от перегрузки по току и короткого замыкания;
  • дистанционное выключение внешним сигналом со стороны входа;
  • синхронизация от внешнего генератора или взаимная синхронизация нескольких модулей;
  • параллельное соединение с равномерным распределением тока между модулями;
  • некоторые другие функции.

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 модулей в космической технике требует разработки дополнительных схем синхронизации и обвязывающих элементов, что сказывается на массогабаритных характеристиках бортовой аппаратуры.

Модули преобразователей напряжения выпускаются в соответствии с требованиями национальных стандартов:

  • GJB 2438B‑2017 «General Specification for Hybrid Integrated Circuits»;
  • Q/QJA 20085A‑2017 «General Specification for Hybrid Integrated Circuits for Aerospace Applications. Quality Control for Process Requirements of Space Prohibited and Restricted Use».

Между национальными стандартами качества GJB и стандартами MIL (США) прослеживается некоторое соответствие.

Необходимо отметить, что гибридно‑плёночные DC/DC‑преобразователи XMTI уровня качества Military и Space для работы со стандартной шиной 28 В по электрическим параметрам, массогабаритным характеристикам, расположению выводов и их функциональному назначению идентичны изделиям известной американской компании Crane Aerospace & Electronics (Interpoint®), которые ранее широко использовались в аппаратуре специального назначения, выпускаемой российскими предприятиями.

Таблица «Основные технические параметры радиационно-стойких DC/DC-преобразователей для работы в бортовых сетях космических аппаратов с напряжением 28 В»

Заказной номер

Выходная мощность, Вт

Диапазон входного напряжения, В

Выходное напряжение, В

Выходной ток, А

КПД (тип.),%

Масса, г

Габариты, мм

Уровень качества

LDCD/(20-50)-5-1.5/SP

1,5

20-50

5

0,3

67

14

25,24×20,76×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-12-1.5/SP

1,5

20-50

12

0,125

67

14

25,24×20,76×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-5-1.5/D1

1,5

20-50

±5

±0,15

69

19

27,31×27,31×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-12-1.5/D1

1,5

20-50

±12

±0,0625

67

19

27,31×27,31×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-5R-5/SP

5

20-50

5

1

70

18,5

27,31×27,31×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-12R-5/SP

5

20-50

12

0,417

71

18,5

27,31×27,31×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-15R-5/SP

5

20-50

15

0,333

72

18,5

27,31×27,31×6,86

H, YB

LDCD/(20-50)-5-5F/D1

5

20-50

±5

±0,5

72

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-12-5F/D1

5

20-50

±12

±0,208

73

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-3R3-8F/SP

8

20-50

3,3

2,4

70,8

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-5R-12F/SP

12

20-50

5

2,4

74,6

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-5R-15F/SP

15

20-50

5

3

74,5

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-12R-15F/SP

15

20-50

12

1,25

79,2

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-15R-15F/SP

15

20-50

15

1

81

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-28-15F/SP

15

20-50

28

0,54

81

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-5-12F/D1

12

20-50

±5

±1,2

77

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-12-15F/D1

15

20-50

±12

±0,625

80

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-15-15F/D1

15

20-50

±15

±0,5

82

33

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-512-15F/T1

15

20-50

5/±12

1,5/±0,313

74

57

68,75×34,19×10,29

H, YB

LDCD/(20-50)-515-15F/T1

15

20-50

5/±15

1,5/±0,25

72

57

68,75×34,19×10,29

H, YB

LDCD/(20-50)-5R-15VF/SP

15

20-50

5

3

75

49

50,75×28,70×8,38

H, YB

LDCD/(20-50)-12-15VF/D1

15

20-50

5

3

79

49

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-15-15VF/D1

15

20-50

±15

0,5

80

52

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-3R3-20F/SP

20

20-50

3,3

6,06

74

53

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-5-25F/SP

25

20-50

5

5

76

53

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-08-25F/SP

25

20-50

8

3,125

80

53

73,91×28,32×10,16

H

LDCD/(20-50)-12-30F/SP

30

20-50

12

2,5

80

53

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-15-30F/SP

30

20-50

15

2

83

53

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-18-30F/SP

30

20-50

18

1,67

83

53

73,91×28,32×10,16

H

LDCD/(20-50)-5-25F/D1

25

20-50

±5

2,5

76

53

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-12-25F/D1

25

20-50

±12

1,25

82

53

73,91×28,32×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-512-30F/T1

30

20-50

5/±12

4/±0,416

73

57

68,75×34,19×10,49

H, YB

LDCD/(20-50)-515-30F/T1

30

20-50

5/±15

4/±0,333

77

57

68,75×34,19×10,49

H, YB

LDCD/(20-50)-5-50/SP

50

20-50

5

10

78

76

76,33×18,23×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-12-60/SP

60

20-50

12

5

78

76

76,33×18,23×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-15-65/SP

65

20-50

15

4,33

82

76

76,33×18,23×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-28-65/SP

65

20-50

28

2,32

81

77

76,33×18,23×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-5-50/D1

50

20-50

±5

±5

79

77

76,33×18,23×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-12-50/D1

60

20-50

±12

±2,5

84

77

76,33×18,23×10,16

H, YB

LDCD/(20-50)-3R3-66/SP

66

20-50

3,3

20

77

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

LDCD/(20-50)-5-100/SP

100

20-50

5

20

82

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

LDCD/(20-50)-6R3-100/SP

100

20-50

6,3

15,9

82

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

LDCD/(20-50)-8-100/SP

100

20-50

8

12,5

85

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

LDCD/(20-50)-9R5-110/SP

110

20-50

9,5

11,6

86

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

LDCD/(20-50)-12-120/SP

120

20-50

12

10

85

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

LDCD/(20-50)-15-120/SP

120

20-50

15

8

86

76

76,33×18,23×10,16

H, YC

В настоящее время ЭКБ производства китайских компаний успешно применяется в российских космических проектах.

Для получения дополнительной информации по продукции XMTI Вы можете обращаться по электронной почте info@prochip.ru.