Радиационно-стойкие гибридно-плёночные преобразователи напряжения для космической промышленности

XMTI (Xi’an Microelectronics Technology Institute — Сианьский технологический институт микроэлектроники), основанный в 1965 году, является крупнейшим производителем высоконадёжной электронной продукции для космического и наземного оборудования в Китае. Он выпускает полупроводниковую 3D‑память с использованием технологии Package‑on‑Package, высокоэффективные DC/DC‑преобразователи по различным технологиям, SiC/IGBT‑драйверы, силовые транзисторы VDMOS, линейные стабилизаторы напряжения со сверхмалым падением напряжения (LDO), цифровы

е микросхемы, АЦП/ЦАП, ШИМ‑контроллеры, операционные усилители, компараторы, микросхемы управления электроприводом и многие другие устройства.

Продукция выпускается в индустриальном, радиационно‑стойком (для применения в бортовом оборудовании космической техники) и военном исполнениях в соответствии с требованиями китайских стандартов (GJB), которые являются производственными стандартами организации.

Изделия уровня качества Space поставляются с обширной сопроводительной документацией. В её состав входят:

• входной контроль Китайского центра аэрокосмических компонентов (Buy‑off Inspection Report);
• отчёт по контролю перед корпусированием (Precap Inspection Report);
• отбраковочные испытания (Screening Test);
• контроль соответствия качества (Conformance Inspection Report, QCI);
• приёмо‑сдаточные испытания (Circuit Acceptance and Delivery Report, Consignation Test);
• отчёт по испытаниям на суммарную накопленную дозу (TID Report);
• отчёт по испытаниям на воздействие тяжёлых заряженных частиц (SEE Report);
• разрушающий физический анализ (РФА) (Destructive Physical Analysis, PDA);
• сертификат подтверждения от производителя (Manufacture Certificate of Conformance);
• сертификат соответствия от Китайского центра аэрокосмических компонентов (CASEC Certificate of Compliance).

Популярной продукцией являются гибридно‑плёночные радиационно‑стойкие DC/DC‑преобразователи для применения в сетях постоянного тока с диапазоном изменения напряжения от 80 до 120 В и выходными мощностями 15, 30, 65 и 120 Вт.

 

Одно-, двух- и трёхканальные модели охватывают наиболее востребованные напряжения: 3,3; 5; 9; 12; 15; 28; ±5; ±12; ±15; 5/±12; 5/±15 В. Преобразование осуществляется с КПД от 70 до 88 %.

Также предлагаются радиационно‑стойкие модули DC/DC‑преобразователей напряжения для работы в бортовых сетях космических аппаратов со стандартной шиной 28 В (диапазон изменения напряжения — от 20 до 50 В).

Устройства характеризуются стойкостью к накопленной дозе до 100 крад (Si). При этом испытания проводятся при низкой мощности дозы 0,1 рад (Si)/с. Гарантируется отсутствие одиночных эффектов при воздействии высокоэнергетических частиц с линейными потерями энергии (ЛПЭ) до 75 МэВ · см²/мг. Диапазон рабочих температур — от −55 до +125 °C. Уровни качества модулей: Y, HB.

Для дополнительного понижения уровня кондуктивных помех во входных цепях предлагаются фильтры электромагнитных помех.

Для безопасной эксплуатации модули содержат набор защитных и сервисных функций:

• блокировка при пониженном входном напряжении;
• защита от перегрузки по току и короткого замыкания;
• дистанционное выключение внешним сигналом со стороны входа;
• синхронизация от внешнего генератора или взаимная синхронизация нескольких модулей;
• параллельное соединение с равномерным распределением тока между модулями;
• некоторые другие функции.

Необходимо отметить отсутствие (за редким исключением) в большинстве отечественных радиационно‑стойких источников питания входа синхронизации, позволяющего оптимально каскадировать модули для получения необходимой мощности. Применение таких модулей в космической технике требует разработки дополнительных схем синхронизации и обвязывающих элементов, что сказывается на массогабаритных характеристиках бортовой аппаратуры.

Модули преобразователей напряжения выпускаются в соответствии с требованиями национальных стандартов:

• GJB 2438B‑2017 «General Specification for Hybrid Integrated Circuits»;
• Q/QJA 20085A‑2017 «General Specification for Hybrid Integrated Circuits for Aerospace Applications. Quality Control for Process Requirements of Space Prohibited and Restricted Use».

Между национальными стандартами качества GJB и стандартами MIL (США) прослеживается некоторое соответствие.

Необходимо отметить, что гибридно‑плёночные DC/DC‑преобразователи XMTI уровня качества Military и Space для работы со стандартной шиной 28 В по электрическим параметрам, массогабаритным характеристикам, расположению выводов и их функциональному назначению идентичны изделиям известной американской компании Crane Aerospace & Electronics (Interpoint®), которые ранее широко использовались в аппаратуре специального назначения, выпускаемой российскими предприятиями.

Таблица «Основные технические параметры радиационно-стойких DC/DC-преобразователей для работы в бортовых сетях космических аппаратов с напряжением 28 В»

 

Заказной номер	Выходная мощность, Вт	Диапазон входного напряжения, В	Выходное напряжение, В	Выходной ток, А	КПД (тип.), %	Вес, г	Габариты, мм	Уровень качества
LDCD/(20-50)-12-15VF/D1	15	20-50	±12	0,625	79	52	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-15-15VF/D1	15	20-50	±15	0,5	80	52	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-3R3-20F/SP	20	20-50	3,3	6,06	74	53	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-5-25F/SP	25	20-50	5	5	76	53	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-08-25F/SP	25	20-50	8	3,125	80	53	73,91×28,32×10,16	H
LDCD/(20-50)-12-30F/SP	30	20-50	12	2,5	80	53	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-15-30F/SP	30	20-50	15	2	83	53	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-18-30F/SP	30	20-50	18	1,67	83	53	73,91×28,32×10,16	H
LDCD/(20-50)-5-25F/D1	25	20-50	±5	2,5	76	53	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-12-25F/D1	25	20-50	±12	1,25	82	53	73,91×28,32×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-512-30F/T1	30	20-50	5/±12	4/±0,416	73	57	68,75×34,19×10,49	H, YB
LDCD/(20-50)-515-30F/T1	30	20-50	5/±15	4/±0,333	77	57	68,75×34,19×10,49	H, YB
LDCD/(20-50)-5-50/SP	50	20-50	5	10	78	76	76,33×18,23×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-12-60/SP	60	20-50	12	5	78	76	76,33×18,23×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-15-65/SP	65	20-50	15	4,33	82	76	76,33×18,23×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-28-65/SP	65	20-50	28	2,32	81	77	76,33×18,23×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-5-50/D1	50	20-50	±5	±5	79	77	76,33×18,23×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-12-50/D1	60	20-50	±12	±2,5	84	77	76,33×18,23×10,16	H, YB
LDCD/(20-50)-3R3-66/SP	66	20-50	3,3	20	77	76	76,33×18,23×10,16	H, YC
LDCD/(20-50)-5-100/SP	100	20-50	5	20	82	76	76,33×18,23×10,16	H, YC
LDCD/(20-50)-6R3-100/SP	100	20-50	6,3	15,9	82	76	76,33×18,23×10,16	H, YC
LDCD/(20-50)-8-100/SP	100	20-50	8	12,5	85	76	76,33×18,23×10,16	H, YC
LDCD/(20-50)-9R5-110/SP	110	20-50	9,5	11,6	86	76	76,33×18,23×10,16	H, YC
LDCD/(20-50)-12-120/SP	120	20-50	12	10	85	76	76,33×18,23×10,16	H, YC
LDCD/(20-50)-15-120/SP	120	20-50	15	8	86	76	76,33×18,23×10,16	H, YC

 

В настоящее время ЭКБ производства китайских компаний успешно применяется в российских космических проектах.

 

Для получения дополнительной информации по продукции XMTI Вы можете обращаться по электронной почте info@prochip.ru.