基于GaN的DC/DC变换器总剂量与单粒子辐射损伤效应研究

对基于GaN的DC/DC变换器进行了总剂量、单粒子及耦合辐照效应研究,讨论了DC/DC变换器在特定负载及电压条件下,输出电压、输出电流、输出效率随不同辐照条件的变化。试验结果表明,使用GaN MOSFET开关管的DC/DC变换器在总剂量、单粒子及耦合辐照条件下,均表现出了优异的抗辐照性能,即输出电压、输出电流、输出效率等性能在三种辐照条件下均没有发生明显的退化。该DC/DC变换器实现了抗总剂量辐照能力大于1 kGy(Si)和抗单粒子LET≥75 MeV·cm^(2)·mg^(-1),表明使用基于GaN的DC/DC变换器未来可广泛应用于航空、航天等供电系统领域。     

用于DC／DC转换器的VDMOS器件抗辐照性能与低频噪声研究

通过对用于DC／DC转换器的N型和P型VDMOS器件在^60Coy射线下的辐照实验，研究了不同封装VDMOS器件在不同偏置条件下辐照前后的电参数和低频噪声变化。实验表明：辐照前后该类器件的低频噪声主要表现为1／f噪声，随着辐照剂量的增加，其幅值明显增加，阈值电压发生负向漂移，但前者的变化比后者大1～2个数量级。基于上述实验结果，进一步的理论分析认为：P型VDMOS器件比N型VDMOS器件更适合空间应用。     

DC／DC转换器辐射加固电路设计方法研究

本文阐述了电路辐射加固设计的基本原理,分析了光耦隔离反馈方式DC／DC转换器的电离辐射效应,研究了光耦反馈辐射加固电路在抗辐射方面的优点。研究表明：通过合理设置参数,该反馈方式可以有效的避免在辐射环境下光耦的CTR和PWM的基准电压退化对DC／DC转换器输出电压造成的影响。同时仿真分析显示,当累积剂量低于150Krad（Si）时,这种反馈方式较电磁反馈具有更好的抗辐射性能。本文的研究结果可为工程人员设计抗辐射DC／DC转换器提供理论依据。     

用于DC／DC转换器的肖特基二极管^60Co γ辐照实验研究

对DC／DC电源模块中的肖特基二极管进行了^60Co γ辐照实验，详细研究其正反向特性和1/f噪声的总剂量效应。实验发现，辐照没有明显引起正向特性变化，但使得反向击穿电压减小，漏电流变大，1／f噪声剧烈增加。基于隧穿效应的分析表明，发现辐照诱生新的界面态及界面态密度分布的变化调制了肖特基势垒高度，是引起器件性能退化主要原因。     

Buck隔离型DC/DC变换器在高剂量率条件下的总剂量辐射损伤机理研究

对国产Buck型正激DC/DC电源变换器在高剂量率辐射条件下开展电离总剂量辐照试验。分析了DC/DC电源变换器的关键电性能参数和功能随辐照总剂量的变化情况,并对DC/DC的失效机理和失效模式进行研究。通过机理分析定位辐照敏感单元。此外,还针对DC/DC的总剂量失效阈值与辐照过程中所施加的输入电压偏置和输出电流偏置的关联关系进行分析。     

一种抗辐照厚膜混合集成DC/DC变换器的设计优化

研究了一种基于混合集成电路工艺设计的抗辐照DC/DC变换器设计优化方法。在保障抗辐照能力的前提下,着重对转换效率和隔离反馈技术进行优化,研制了一款抗辐照DC/DC变换器。实现了在小尺寸下将30~80 V输入电压转换为8 V/80 W额定输出,转换效率达到86%。在此基础上,完成了该抗辐照DC/DC变换器电参数和辐照试验验证,其抗总剂量辐照达到100 krad(Si),单粒子功能失效阈值LET≥75 MeV·cm²/mg。电路具备良好的抗单粒子瞬态能力,可在星载环境下稳定、高效工作。     

DC／DC模块电源发展状况及趋势

本文简要说明了DC／DC模块电源的原理与特点,介绍了一些国内外主要DC／DC模块电源的生产厂家及其产品,在此基础上分析当前模块电源的关键技术和工艺,最后分别从电路拓扑和工艺上进一步总结DC／DC模块电源的发展趋势。     

一种基于GaN器件的兆赫兹DC/DC变换器设计

当前中低压输入军用高可靠DC/DC电源模块普遍采用Si基功率开关,典型输入电压28 V、开关频率500 kHz,随着模块电源小型化发展、开关频率不断提升,开关损耗大幅增加,严重影响电源转换效率.软开关技术的应用可以大幅降低高频化带来的开关损耗,然而软开关控制线路结构复杂,在军用高可靠领域中目前尚无可用的高端集成控制器.GaN器件具有极低的栅电荷、输出电容以及零反向恢复电荷特性,在不增加线路复杂度的前提下可有效降低高频应用带来的开关损耗,这一点在消费电子领域AC/DC变换器中取得成功应用.然而在中低压输入军用高可靠电源模块中,随着母线电压大幅降低和开关频率的提升,GaN器件的高速特性能否有效降低开关损耗提升转换效率还有待验证.本文采用单端反激功率拓扑、同步整流技术设计了一款典型输入28 V、输出5V/30W、开关频率1 MHz的原理样机,通过对单元电路损耗的定量分析和测试验证,获得了GaN器件与Si基器件在1 MHz开关频率下的损耗与效率曲线,得出中低压高频条件下,使用GaN器件的转换效率相比Si基器件提升4%,并且功率开关的电压应力控制在合理范围内.对于军用高可靠领域中低压输入DC/D...     

典型宇航用DC/DC电路辐射研究

本文研究了典型D C-D C电源模块的60Coγ射线辐照效应,给出了不同输出负载、不同输入电压等测试条件下,典型D C-D C电源模块输出电压等参数与辐照剂量之间的关系,结合VD M OS器件和PW M的电离辐照效应损伤机理对D C-D C电源模块的失效模式进行了分析。     

程控升降压DC/DC变换器设计

蓄电池、超级电容等储能电池在供电过程中,其端电压会随着放电的进行逐渐下降,导致用电设备系统效率降低或超出设备供电电压允许范围。为避免储能电池直接供电存在的不足,利用NQ60升降压变换模块设计了一个程控升降压DC/DC变换器,该程控DC/DC变换器可实时检测输入和输出侧电压、电流参数,并通过CAN总线设置其输出电压及最大输出电流限值,将储能电池输出电压变换到设备允许的额定电压范围内,实现设备的稳定供电。通过对DC/DC变换器功率电路、控制单元的详细分析与设计,实现了该DC/DC变换器。实验测试结果表明,该DC/DC变换器输出值可程控设置,输出效率高。     

隔离型DC/DC在高压电压电流源设计中的应用

由于隔离型DC/DC的安全性、隔离性等特征,该类器件广泛应用于多个电子、工业领域,本文主要介绍了隔离型DC/DC在高压电压电流源中的应用。本文将隔离型双输出DC/DC引入设计,利用DC/DC的隔离特性,将电压电流源的次级输出作为DC/DC器件参考地,将DC/DC器件的两路输出电压作为相关运算放大器的电源电压。常规高压电压电流源设计中需要大量采用高压运算放大器,采用此方案可使用较少的高压运算放大器及更低的成本实现相同功能,同时降低高压电源对PCB电路板上信号的影响。通过实际测量,文中方案输出稳定、精度高,满足设计与使用要求。文中用功能图纸对此类应用进行了详细说明。     

新型非绝缘DC／DC功率模块PTN04050A/C

10月18日，TI公司推出两种新的非绝缘DC／DC功率模块PTN04050A和PTN04050C，用于通信，工业控制和测量系统，它比以前的器件要小50％，并且是无铅的。器件的输入电压从2．9～5．5V，可调输出电压从5～15V（升压）或-3．3～-15V（降压-升压）。     

使用反向阻断型IGBT的4kW ZCS DC／DC功率变换器

反向阻断型IGBT（RB-IGBT）是一种具备承受正反向电压能力的新型器件，以它为基础，本文研究了一种4kW，可控相移全桥零电流关断（ZCS）DC/DC功率变换器。本文首先简单介绍了反向阻断型IGBT器件和这种功率变换器的理论分析，如工作阶段分析和零电流关断的条件，随后给出了在4kW变换器样机所得到的实验结果。     

一种15W三路输出DC/DC模块电源的设计

本文介绍了一种UC3843控制的小功率多路DC/DC模块电源的详细设计过程,重点讨论了多路输出模块电源设计与单路输出的不同,最后给出了满足各项性能指标应注意的各种问题。     

基于筛选的DC／DC转换器辐射加固方法研究

航天应用中的DC／DC转换器的可靠性受辐射影响极大,因此有必要在设计和制造过程中采取一定的辐射加固措施。本文介绍了国外航天DC／DC转换器常用的几种辐射加固方法,论证了这些辐射加固方法的不足之处。重点介绍了针对抗辐射性能的筛选新技术。新技术包括基于噪声敏感参数的小剂量辐照-退火筛选方法,以及美国橡树岭国家实验室最先提出的低频噪声无损筛选方法。在DC／DC转换器制造中采用筛选技术,可以提高转换器的抗辐射性能。     

新型电荷泵DC/DC变换器

新型非隔离、降压式、低电压、大电流、超低压差电荷泵DC／DC变换器在结构上没有泵电容，其主要特点有：输出电流大，可达800mA；输出电压精度高(见表1及表2)；超低压差，特别适用于便携式产品；有输出电压连续可调及固定输出电压两种类型；有输出短路保护及输入电压过压保护；模块做成三端器件，仅需外接输入电容器及输出电容器，使用十分方便；无电感器；电路简     

世界DC／DC模块电源的发展趋势

世界DC/DC模块电源在今后3-5年内估计将以平均年增长率2位数字的速度增长，目前全球DC/DC模块电源的市场规模巳达到44.1亿美元。推动该市场发展的主要动力仍然是对分布式供电系统的不断推广应用。应用市场仍然是IT产业、通信产业、工业、仪器仪表及军用、航空、航天产业。本文介绍了世界DC/DC模块电源的市场发展情况及当今世界DC/DC模块电源技术的热点和未来发展趋势。     

IR：高性能源自于对技术的专注

国际整流器公司(IR)是第一次参加模块电源研讨会，而且公司送评的iP1201和iP1202双输出两相DC／DC功率模块荣获了Top10DC-DC2004。IR的拳头产品是MOSFET和IGBT模块，工程经理庄魏东做了题为IGBT功率模块的高加速度温度和湿度应力测试(HAST)的演讲。由于IGBT功率模块在工作时会发出许多热量，温度上升会降低器件的散热能力，管芯温度过高也会降低器件性能并缩短器件寿命，而湿度     

BMR45x：DC／DC转换器

爱立信公司推出3E系列隔离型DC／DC转换器产品,着眼于最优化功率性能和灵活性。BMR453提供高达400W或33A的输出,采用1／4砖外形。输入电压为36V至75V,效率高于96％。     

TI：POLA联盟全力推进DC／DC模块的标准化

作为负载点联盟(POLA联盟)的主要发起者之一，德州仪器(TI)在本次研讨会上做了“联盟能否推动DC／DC模块的标准化”和“Auto-Track功能简化了同时电源电压排序”两个报告，分别介绍了DC／DC模块的标准化进展情况，以及TI具有Auto-Track功能的先进模块电源产品。