СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2016 Радиационно-стойкие DC/DC-преобразователи из КНР Часть 2 Увеличение функциональности электронной аппаратуры современных космических аппаратов (КА) способствует возрастанию электропотребления. Уменьшение удельной массы систем электропитания обеспечивается применением систем постоянного повышенного напряжения. Для создания систем электропитания КА необходимо использование модулей преобразования напряжений, способных функционировать от источников повышенного напряжения и выдерживать длительное воздействие полей ионизирующего излучения космического пространства без отказов и сбоев. В статье представлены радиационно-стойкие DC/DC-преобразователи для применения в системах электропитания КА с постоянным повышенным напряжением 100 В производства одного из НИИ Китайской Народной Республики. Виктор Безродный (Москва) И ССЛЕДОВАНИЕ ДОЗОВОГО ПОВЕДЕНИЯ И ОДИНОЧНЫХ ЛОКАЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ Одной из важнейших характеристик качества DC/DC-преобразователей, предназначенных для применения в аппаратуре ракетно-космической техники, является радиационная стой- кость. В условиях космического полё- та электронное оборудование подвер- гается воздействию широкого спек- тра различных элементарных частиц и энергий. Особое значение имеет воз- действие полей ионизирующих излу- чений космического пространства, которые вызывают дозовые эффекты, как результат воздействия электронов и протонов (частицы низких энергий до 1 МэВ) и одиночные события радиа- ционных эффектов, как результат воз- действия галактических и солнечных космических лучей – тяжёлых заряжен- ных частиц (ТЗЧ) и протонов (частицы высоких энергий свыше 1 МэВ). Радиационная стойкость электрон- ных компонентов контролируется по результатам их испытаний на источ- никах радиационных воздействий – моделирующих установках и имита- торах (лазерных, рентгеновских, изо- топных и др.). Импульсные стабилизаторы напря- жений, выполненные по толстоплёноч- ной гибридной технологии, состоят из ключевого MOSFET-транзистора, дио- дов, микросхемы ШИМ, схемы ЧИМ, операционного усилителя и др., кото- рые чувствительны к эффектам от ионизирующего излучения единич- ного события. Причём дозовые меха- низмы отказов и механизмы отказов от одиночных локальных эффектов раз- личны для основных узлов импульсных стабилизаторов напряжения [1]. Р ЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ DC/DC- ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ HDCD/100-5R-15/SP В качестве источника радиации при испытаниях на предельно накоплен- ную дозу использовался источник ионизирующего воздействия (гамма- излучение) на изотопе 60 Co (имити- рующая установка Пекинского уни- верситета) с низкой мощностью дозы 0,1 рад (Si)/c, обеспечивающий адек- ватные проявления моделирования доминирующих эффектов в электрон- ных компонентах, вызываемых воздей- ствием ионизирующих излучений кос- мического пространства. Необходимо отметить, что суммарная доза мощно- сти ионизации на земной орбите не превышает 10 мрад (Si)/с. Для некото- рых типов электронных компонентов эффекты от ионизирующего излуче- ния зависят от интенсивности, с кото- рой происходит ионизация. Особен- но потенциально чувствительными к эффектам от ионизирующего излу- чения при очень низких мощностях дозы являются биполярные интеграль- ные микросхемы (операционные уси- лители, компараторы), которые широ- ко применяются в импульсных стаби- лизаторах напряжения. Поэтому важно, чтобы испытания проводились при условиях, близких к условиям работы в космосе. Ранее испытания электрон- ных компонентов на предельно нако- пленную дозу выполнялись при высо- кой интенсивности облучения, обычно больше 50 рад (Si)/с (некоторые изго- товители радиационно-стойких преоб- разователей напряжения осуществляли испытания при мощностях дозы 9 рад (Si)/с до обнаружения влияния мощно- сти дозы ионизирующего излучения на дозовые эффекты в структуре различ- ных полупроводников). Испытывались два образца 15-ватт- ных модулей HDCD/100-5R-15/SP до суммарной накопленной дозы 20 крад (Si) и 100 крад (Si) при темпе- ратуре +25 ° C с последующим отжигом при температуре окружающей среды. Известно, что чувствительные к ради- ационным воздействиям параметры и соответствующие критерии отка- за сложных изделий в значительной степени зависят от режима функцио- нирования. В данном случае испыта- ния проводились при входном напря- жении 120 В и при нагрузках от 1/4 до 1/3 от номинальной нагрузки. В ходе радиационных испытаний контроли- ровались следующие параметры: ток потребления, выходное напряжение, входные токи управляющих сигналов, коэффициент влияния тока нагрузки на выходное напряжение. По резуль- татам испытаний подтверждён пока- затель суммарной накопленной дозы 1000 Гр (Si) (100 крад (Si)). Испытания модуля HDCD/100-28-15/ SP в России посредством имитацион- ного моделирования дозовых эффек- тов рентгеновским источником (рент- геновский имитатор) с максимальной мощностью дозы 10 рад (Si)/с под- твердили уровень дозовой стойкости 100 крад (Si). При радиационных испытаниях кон- тролировались следующие параме- тры: выходное напряжение, пульсации выходного напряжения, коэффициент полезного действия, время установле- ния выходного напряжения.