При эксплуатации специальной аппаратуры в космическом пространстве входящие в ее состав преобразователи напряжения подвергаются воздействию электронов и протонов радиационных поясов Земли, которые вызывают дозовые ионизационные эффекты, а также тяжёлых заряженных частиц и высокоэнергетичных протонов космического пространства, приводящих к одиночным локальным ионизационным эффектам.
Для обеспечения требований к радиационной стойкости при проектировании DC/DC-преобразователя HDCD/28-28-350/SP специалисты Восточно-китайского научно-исследовательского института микроэлектроники руководствовались известными рекомендациям: выбор оптимальной топологии, применение в блоке гальванической развязки сигнала обратной связи трансформаторов, использование в качестве мощных ключевых элементов MOSFET с подтвержденными показателями радиационной стойкости, применение ШИМ-контроллеров, операционных усилителей и компараторов в составе преобразователей, реализованных в биполярном базисе. Указанный подход позволил обеспечить модели HDCD/28-28-350/SP уровень дозовой стойкости 100 крад (тип полупроводника - Si) и уровень чувствительности к отдельным ядерным частицам с линейными потерями энергии (ЛПЭ) 75 МэВ∙см2/мг.
Данный модуль DC/DC-преобразователя выполнен по толстоплёночной гибридной технологии. Компоненты размещены в металлическом корпусе с горизонтальным расположением выводов относительно плоскости основания для объёмного монтажа. Для регулирования напряжения используется метод широтно-импульсной модуляции с постоянной рабочей частотой 200 кГц. Применение эффективных MOSFET, магнитомягкого феррита с низкой величиной суммарных потерь мощности для изготовления трансформатора позволило достигнуть высокого значения КПД 89% и небольщой высоты корпуса 13,5 мм, удельная мощность без учёта теплоотвода составляет 5672 Вт/дм3.
Модуль снабжён защитой от короткого замыкания и перегрузки по току, блокировкой при пониженном входном напряжении, функцией дистанционного включения/выключения (по первичной сети). Для исключения влияния падения напряжения на проводниках, соединяющих выходные контакты преобразователя с удаленной нагрузкой, возможно применение внешней обратной связи. Для снижения уровня кондуктивных электромагнитных помех на входных линиях преобразователя применяется двухзвенный LC-фильтр. Чтобы обеспечить более высокие требования к уровню радиопомех на подводящих проводниках рекомендуется применять внешний фильтры HFME/(20-50)-461-500 или HFME/(20-50)-461-750 с коэффициентом ослабления помех 66,8 дБ на частоте 500 кГц.
DC/DC-преобразователь HDCD/28-28-350/SP разработан и производится в соответствии с требованиями национальных производственных стандартов:
- GJB 548C-2021 «Методы и процедуры испытаний микроэлектроники» (соответствует MIL-STD-883 «Test Methods and Procedures for Microelectronics»);
- GJB 2438B-2017 «Технические требования к гибридным микросхемам. Общая спецификация» (соответствует спецификации MIL-PRF-38534 «Hybrid Microcircuits, General Specification For»).
Основные характеристики гибридно-плёночного радиационно-стойкого DC/DC-преобразователя HDCD/28-28-350/SP:
- диапазон входного напряжения: 20…36 В (номинальное значение 28 В);
- выходное напряжение 28 В;
- выходная мощность 350 Вт;
- пульсация выходного напряжения 150 мВ (двойная амплитуда);
- КПД 89%;
- входные, выходные цепи и корпус изолированы друг от друга;
- электрическая прочность изоляции 500 В;
- электрическое сопротивление изоляции 100 МОм (мин.);
- фиксированная рабочая частота преобразования 200 кГц;
- уровень ионизационной дозовой стойкости 100 крад (тип полупроводника Si), уровень чувствительности к одиночным ядерным частицам с ЛПЭ 75 МэВ∙ см2/мг;
- диапазон рабочей температуры от – 55 до +125ºC (на основании корпуса);
- диапазон температуры хранения от – 65 до +150ºC;
- габариты: 90,5×50,5×13,5 мм;
- вес 150 г.