Радиационно-стойкий гибридно-пленочный 66-Вт импульсный регулятор напряжения для локального преобразования напряжения

Повышение функциональности радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов (КА) приводит к увеличению энергопотребления. Значительное возрастание скорости и объемов передаваемой информации требует применения микросхем цифровых сигнальных процессоров, ПЛИС, микросхем памяти, что также увеличивает энергопотребление. Современным микропроцессорам требуется напряжение 1,5 В для питания шины микропроцессора, напряжение 1,8–2,8 В для питания самого процессора и быстродействующей памяти (кэш-памяти), а также напряжения шины 2,5; 3,3; 5 и 12 В для вспомогательной логики. Кроме того, при переходе процессора от условий обработки при низкой производительности к условиям обработки при высокой производительности возникают существенные переходные процессы в токе нагрузки. Для решения этой проблемы предлагается класс преобразователей напряжения, установленных в непосредственной близости к нагрузке, которые называются point-of-load (POL) преобразователями. Преимущество локального преобразования напряжения в том, что длина проводников печатной платы значительно уменьшается.

Российские производители в настоящее время предлагают POL-преобразователи напряжения на выходные токи до 12 A.

Для удовлетворения потребности в 66-Вт радиационно-стойких преобразователях POL-типа с выходным током 20 А предлагается изделие SHNGA1220S, разработанное китайской компанией и выполненное по традиционной толстопленочной гибридно-пленочной технологии.

Изделие разработано 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 MIL-PRF-38534 Hybrid Microcircuits, General Specification For).

Система обеспечения качества, установленная на предприятии, позволяет выпускать изделия с наиболее высоким уровнем качества Space (изделия космического назначения). Модуль преобразователя напряжения предназначен для эксплуатации в бортовой аппаратуре спутников на геостационарных орбитах, автоматических научно-исследовательских станциях дальнего космоса и коммуникационных космических систем.

Основные технические характеристики POL-преобразователя напряжения:

• стойкость к воздействию поглощенной дозы ≥ 100 крад (тип полупроводника: Si);
• гарантируется отсутствие катастрофических отказов при воздействии заряженных частиц с пороговыми значениями ЛПЭ ≥ 75 МэВ∙см²/мг;
• диапазон входных напряжений: 4,5–12 В;
• выходное напряжение: регулировка обеспечивается внешним резистором в диапазоне 0,8–6 В;
• выходная мощность (ном.): до 66 Вт, ток нагрузки: 2–20 A;
• компенсация падения напряжения на соединительных проводах;
• рабочая частота преобразования: 240–360 кГц (частота (ном.): 300 кГц);
• командный вход дистанционного включения/выключения;
• защита от короткого замыкания и перегрузки по току;
• низкий уровень пульсаций напряжения с использованием входного и выходного фильтров;
• широкий диапазон рабочих температур: –55…125°C;
• диапазон температур хранения: –65…150°C;
• расчетное значение средней наработки на отказ (MTBF): 3×10⁶ ч (при 25°С в условиях орбитального полета, SF);
• габаритные размеры: 27,37×27,37×8,14 мм;
• масса: 17 ±2 г.