СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 33 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2016 Удалённый управляющий компьютер Управляющий компьютер в промышленном исполнении Энергетическая система и нагрузка Испытываемое устройство Вход Выход Кабель Ethernet длиной 50 м Рис. 12. Функциональная схема аппаратной части испытательного комплекса По результатам измерений электри- ческих параметров было выявлено их соответствие заявленным требовани- ям. По результатам замеров параметров в процессе и после воздействия меха- нических и климатических факторов было выявлено соответствие моду- ля HDCD/100-28-15/SP требованиям модели ВВФ. Исследование одиночных локальных эффектов Одиночные заряженные частицы космического пространства вызывают большое количество эффектов в изде- лиях электронной техники. В настоя- щее время эти эффекты являются одной из главных причин, ограничивающих стойкость радиоэлектронной аппара- туры на борту космического аппарата. Гибридные импульсные преобразова- тели напряжения обеспечивают ста- билизированное напряжение питания одного или нескольких функциональ- ных блоков космической аппаратуры. Таким образом, необратимые эффек- ты (тиристорный эффект и катастро- фический отказ), а также одиночные переходные эффекты на выходе преоб- разователя могут нарушить функцио- нирование целых блоков космической аппаратуры. Детальный анализ показа- телей стойкости гибридных импульс- ных стабилизаторов при воздействии тяжёлых заряженных частиц проведён в работах [2, 3]. Экспериментально под- тверждена зависимость характеристик одиночных эффектов в гибридных пре- образователях напряжения от электри- ческого режима в целом и от работы обратной связи в частности. В соответствии с планом прове- дения испытаний (утверждённым China Academy of Space Technology) радиационно-стойких DC/DC-пре- образователей с входным напряже- нием 100 В были проведены испыта- ния модуля HDCD/100-5-20/SP на стой- кость к ТЗЧ. Испытания проводились на циклическом ускорителе тяжёлых ионов с постоянным магнитным полем (циклотрон) с облучением коротко- пробежными ионами ксенона (Xe) с длиной свободного пробега в крем- нии 64,7 мкм. Энергия ионов циклотро- на 868,3 МэВ. Перед испытаниями верхняя часть металлического корпуса была удале- на с сохранением работоспособности образца. Однотактный прямоходо- вой преобразователь HDCD/100-5-20/ SP содержит силовой радиационно- стойкий транзистор MOSFET BYU25CS, выполненный по технологии VDMOSFET (вертикальные полевые транзисторы с двойной диффузией). Контрольно-измерительная система включает в свой состав промышлен- ный управляющий компьютер с пла- той сбора данных, систему питания и нагрузку, а также удалённый управля- ющий компьютер. Управляющий ком- пьютер в промышленном исполне- нии собирает и хранит информацию об одиночных переходных эффек- тах на выходе преобразователя, тог- да как система питания и нагрузок обеспечивает входную мощность и выходную нагрузку, а также осу- ществляет контроль входного тока DC/DC-преобразователя. Удалённый управляющий компьютер подключа- ет промышленный управляющий ком- пьютер через сеть Ethernet и управля- ет всеми режимами промышленного управляющего компьютера. На рисун- ке 12 показана функциональная схема испытательного комплекса. Управляющий компьютер осущест- вляет контроль напряжения на всех выходах DC/DC-преобразователя в ре- альном масштабе времени и входного тока. Отказом преобразователя счи- тается ситуация, в которой выходное напряжение равно 0 или на выходе воз- никают колебания напряжения. Когда напряжение превысит задан- ный выходной порог (10% от устано- вившегося значения напряжения, шири- на импульса >5 мс), каждое отклонение от нормального значения и анормаль- ные временны ′ е интервалы отклонений напряжения должны записываться, пока выполняется общее воздействие. Результаты испытаний преобразова- теля HCDC100-5-20/SP на циклотроне облучением тяжёлыми ионами пред- ставлены в таблице 4. Обе приведённые в таблице модели проверки (120 В вход- ное напряжение, 100% нагрузка и 100 В входное напряжение, 80% нагрузка) являются наихудшими условиями сме- щения. Тем не менее, устройства выдер- жали испытание. Поэтому не проводи- лись испытания облучением при вход- ном напряжении 100 В, холостой ход, а также при входном напряжении 80 В и 50-процентной нагрузке. Анализ результатов испытаний При облучении образца радиацион- но-стойкого DC/DC-преобразователя HDCD/100-5-20S/SP c силовым клю- чом на VDMOSFET BYU25CS ионами Xe не были зафиксированы ни ката- строфические отказы (эффект «защёл- кивание»), ни одиночные переходные эффекты (переходная ионизацион- ная реакция в виде импульсов напря- жения в выходных цепях) до значе- ний линейной потери (ЛПЭ) энер- гии иона 65,2 МэВ × см 2 /мг и флюенсе ионов 1,00 × 10 7 частиц/см 2 . Это пока- зывает, что допустимым порогом ЛПЭ, Таблица 4. Результаты испытаний 100-вольтовых преобразователей серии HDCD/100 в области одиночных эффектов* Модель Номер Модель проверки Ион Значение ЛПЭ, МэВ × см 2 /мг Флюенс (интегральный поток), число частица/см 2 Отказы Одиночные переходные эффекты Примечание HDCD/100-5-20/SP 40# 100 В, 80% нагрузка (3,2 A) (зона MOSET, ШИМ) Xe 65,2 1,00 × 10 7 0 0 Однотактная прямоходовая структура, BYU25CS HDCD/100-5-20/SP 120 В, 100% нагрузка (4 A) (зона MOSET, ШИМ) Однотактная прямоходовая структура, BYU25 * Плотность потока ионизирующих частиц составляла 40000 частиц/см 2 × c.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ4NjUy