ЖУРНАЛ СТА 3/2013

90 СТА 3/2013 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ www.cta.ru П ОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Полёт на Марс обнажил существен- ные проблемы для разработчиков пре- образователей напряжения. Космичес- кое пространство является жёсткой средой с предельными температурами и радиационными воздействиями раз- личных видов излучения. Космическая аппаратура в дополнение к требова- ниям по стойкости к специфическим дестабилизирующим факторам такой среды должна характеризоваться ещё и устойчивостью к различным видами вибрации, механическим ударам и при этом надёжно функционировать в течение 15 лет или более, включая время (до 5 лет) наземных испытаний. Объём работ по квалификации пре- образователя напряжения для примене- ния в космической аппаратуре является значительным, поэтому преимуществом пользуются DC/DC-преобразователи с уже подтверждёнными техническими характеристиками, допускающими их к использованию в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов. Серийные изделия космического при- боростроения, как правило, характери- зуются большей продолжительностью времени выпуска (период от начала выпуска изделия до снятия его с про- изводства), что обязывает разработчика преобразователей применять компонен- ты, которые будут оставаться доступны- ми в течение десятилетий. Применение микросхем с высокой степенью интег- рации является рискованным предложе- нием, так как они часто имеют относи- тельно короткое время выпуска и под- вергаются конструкционным измене- ниям наряду с изменениями технологии их производства. Помимо этого выбор дискретных компонентов вместо стан- дартных интегральных микросхем пре- доставляет разработчику бо + льшую гиб- кость в вопросах формирования струк- туры устройства и выбора метода регу- лирования. В силу приведённых причин наилучшим решением для преобразова- телей космической категории качества (Space) часто является применение дис- кретных компонентов с подтверждён- ными для специфики использования параметрами. Для обеспечения требуемого времени непрерывного безотказного функцио- нирования надо исследовать воздей- ствие наихудшего сочетания внешних факторов. Анализ предельных значе- ний параметров компонентов с учётом коэффициентов запаса и нормативных значений является предпочтительным подходом к обеспечению надёжного безотказного функционирования тех- ники. Так, космическое пространство характеризуется большим перепадом температур, поэтому в качестве требо- вания может выступать работа при криогенных температурах вплоть до –130°C и при температурах выше +125°С, что, как правило, находится за пределами спецификаций поставщика, в силу этого, прежде чем сделать выбор, необходимо провести обширные иссле- дования изменений характеристик компонента или устройства при воз- действии предельных температур. Проникновение в космос является рискованной операцией, которая требу- ет огромного внимания к механической конструкции преобразователя. Очень важен способ крепления, особенно для крупных устройств, таких как транс- форматоры и большие конденсаторы. Даже тип маркировочной краски на Виктор Жданкин Одной из важнейших задач создания космических аппаратов с длительным сроком активного существования является обеспечение требуемой стойкости бортовой аппаратуры к воздействиям ионизирующих излучений космического пространства. В статье обсуждаются общие вопросы разработки преобразователей космической категории качества, кратко представлены результаты испытаний радиационно-стойких DC/DC-преобразователей, серийно выпускаемых компанией CRANE Aerospace & Electronics под торговой маркой Interpoint™, на стойкость к одиночным эффектам, которые проводились при подготовке модулей для применения в бортовой аппаратуре марсохода Curiosity. Также представлены результаты испытаний на стойкость к ионизационным дозовым эффектам при воздействии низкоинтенсивного гамма- излучения с небольшой мощностью дозы, которые проявляются в некоторых компонентах DC/DC-преобразователей с биполярной структурой. Статья написана по материалам, предоставленным компанией CRANE Aerospace & Electronics [1]–[3]. DC/DC-преобразователи CRANE Electronics: результаты испытаний на воздействие радиации – экзамен сдан © СТА-ПРЕСС