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

В настоящее время для мобильной спутниковой связи применяются спутниковые системы на базе космических аппаратов на негеостационарных орбитах (низких круговых и средневысотных), которые обладают существенными преимуществами по сравнению с другими в части энергетических характеристик. Орбиты спутников в низкоорбитальных спутниковых системах связи близки к поверхности Земли (высоты низких орбит находятся в диапазоне 500-2000 км), что позволяет использовать дешёвые малогабаритные терминалы и небольшие антенны. В мире насчитывается несколько десятков национальных и международных проектов, основанных на использовании низких орбит, в том числе две российские системы.

На высотах 500-1000 км требования к электронной аппаратуре в части стойкости к радиационному излучению снижены, что позволяет применять электронные компоненты с невысокими показателями стойкости к накопленной дозе ионизирующего излучения и не использовать специальные методы защиты от радиационного излучения, что позволяет снизить массу КА.

Для применения в электронной бортовой аппаратуре спутников низкоорбитальных систем со стабилизированным промежуточным напряжением постоянного тока предлагаются радиационно-устойчивые гибридно-плёночные DC/DC–преобразователи серии HDCD/100–H, предназначенные для работы в системах электропитания КА со стабилизированным промежуточным напряжением постоянного тока 100 В.

DC/DC–преобразователи серии HDCD/100–H способны функционировать в условиях воздействия ионизирующих излучений космического пространства и характеризуются значением дозовой стойкости 30 крад (Si), гарантируется отсутствие одиночных эффектов от воздействия тяжёлых заряженных частиц с линейными потерями энергии (ЛПЭ) до 75 МэВ∙см²/мг.

Серия HDCD/100–H охватывает широкий диапазон мощностей – 5, 15, 20, 30, 65, 110 и 120 Вт и предназначена для работы в электрических сетях постоянного напряжения с диапазоном изменения от 70 до 120 В. Предлагаются одно- и двухканальные модели, формирующие наиболее востребованные номинальные значения выходного напряжения: 3,3; 5; 6,3; 9,5, 12; 15; 28; ±5; ±12; ±15 (В).

Значение КПД простирается в диапазоне от 82 до 89% – зависит от модели и режима работы.

Модули выполнены в металлических корпусах с вертикальным расположением выводов относительно плоскости основания для монтажа на печатную плату и горизонтальным расположением выводов относительно плоскости основания для объёмного монтажа.

Преобразователи напряжения способны работать в условиях воздействия факторов внешней среды, таких как вибрационная нагрузка, линейные перегрузки, механических удары, низкое давление газовой среды, повышенная влажность.

Изделия разработаны и производятся Восточно-китайским научно-исследовательским институтом микроэлектроники 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”);
• GJB 360B-2009 “Методы испытаний ЭКБ и ЭРИ (соответствует американскому стандарту MIL-STD-202 “Test Method Standard Electronic and Electrical Component Parts”);
• GJB 2440A-2006 “General Guideline for Hybrid Integrated Circuits Package”;
• GJB 4027A-2006 “DPA Analysis Methods for Military Electronic Components”.

Общие характеристики DC/DC-преобразователей серии HDCD/100–H

• диапазон рабочих температур – 55…+125ºС;
• диапазон температур хранения – 65…+150ºС;
• 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);
• расчётное среднее значение времени наработки до отказа (Mean Time Between Failure) более 2×10⁵ час (рассчитанное для условий орбитального полёта, при температуре +25 ºС);
• уровень дозовой стойкости 30 крад (Si);
• гарантируется отсутствие одиночных эффектов от воздействия протонов и ионов с пороговыми линейными потерями энергии (ЛПЭ) до 75 МэВ∙см²/мг.