基于篩選的DC-DC轉(zhuǎn)換器輻射加固方案研究.pdf

1、DC/DC轉(zhuǎn)換器是航天電子設(shè)備輻射易失效單元之一，其可靠性尤其是抗輻射性能備受關(guān)注。傳統(tǒng)的輻射加固方法生產(chǎn)的器件存在生產(chǎn)周期長，成本高等缺點，而且性能落后于市售成品至少兩代。本文探索通過對DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)部易損器件進行抗輻射能力篩選提高DC/DC轉(zhuǎn)換器抗輻射性能的新方案。
　　 PWM控制器是DC/DC轉(zhuǎn)換器反饋控制回路的核心器件，輻射誘發(fā)的PWM控制器的功能退化將導(dǎo)致DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出不穩(wěn)定甚至失效。VDMOS器件是理想的

2、開關(guān)器件和線性放大器件，輻射誘發(fā)的VDMOS器件退化會導(dǎo)致DC/DC轉(zhuǎn)換器效率下降。本文從PWM和VDMOS器件輻射退化與DC/DC轉(zhuǎn)換器整體退化之間的定量關(guān)系研究入手，利用噪聲與VDMOS器件和PWM輻射退化之間的定量關(guān)系，設(shè)計了兩種關(guān)鍵易損器件抗輻射篩選方案，并仿真驗證了篩選效果。同時，本文還把基于故障預(yù)測和健康管理(PHM)可靠性工程新理念引入到DC/DC轉(zhuǎn)換器輻射加固上，設(shè)計了基于PHM思想的DC/DC轉(zhuǎn)換器整體預(yù)兆單元。

3、>　　 本論文研究工作的主要結(jié)論和研究結(jié)果有：
　　 ⑴實驗結(jié)果表明，在電離輻照后，VDMOS器件閾值電壓向負向漂移。對于N型VDMOS，當其閾值電壓漂移至小于零時，關(guān)態(tài)漏電流顯著增大。對于在DC/DC轉(zhuǎn)換器中的VDMOS器件來說，這將導(dǎo)致DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率降低，數(shù)據(jù)表明，這是DC/DC轉(zhuǎn)換器輻射下效率退化的最主要原因。
　　 ⑵實驗結(jié)果表明，在電離輻照后，PWM模的基準電壓稍有增大，同時DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓

4、也會增大，但二者增大的幅度并不一致。理論分析表明，對于磁反饋結(jié)構(gòu)的DC/DC轉(zhuǎn)換器而言，輸出電壓唯一地由PWM基準決定；但對于光耦反饋結(jié)構(gòu)的DC/DC轉(zhuǎn)換器而言，輸出電壓主要由其它基準器件決定，與PWM基準的關(guān)系不大。因而不能簡單的認為DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是由PWM基準決定的。
　　 ⑶提出了VDMOS和PWM抗輻射篩選方案，方案包括VDMOS和PWM的抗輻射篩選指標和篩選流程，并仿真驗證了篩選效果。
　　 ⑷設(shè)計