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·cm²·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。     

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变换器可靠性保障与评估新技术

由于应用条件和环境影响对DC／DC变换器的可靠性有极大影响，因此在器件可靠性评估过程中需要考虑应用的环境和应力，从而预测出相应的失效模式，并在设计和制造过程中加以消除。本文在分析了DC／DC变换器失效模式和机理的基础上，论证了稳定温度可靠性检测方法的不足之处。本文重点介绍了可靠性保障与评估的新技术。新技术包括将美国海军JSF办公室提出的预兆一安全管理（PHM）理念应用于DC／DC变换器以及抗辐照的加固技术。当这些方法被用于结合环境测试和目标元器件评估时，才能生产出高质量和高可靠性的DC／DC的变换器。     

DC/DC电源用光电耦合器低频噪声测试方法研究

光电耦合器是DC/DC电源的关键器件,光电耦合器低频噪声的随机增大是该类电源主要失效模式之一。目前,国内尚未形成光电耦合器低频噪声的有效测试方法,更未建立相关标准。文章详细分析了光电耦合器低频噪声特性及产生机理,提出了其低频噪声测试的偏置电路、测试设备和测试方法。针对用于DC/DC电源的典型光电耦合器(4N47)的实测结果表明,该方法能够准确测试光电耦合器的低频噪声,为DC/DC电源用光电耦合器的系统适用性和典型故障提供了一种有效的评估方法。     

厚膜DC/DC电源VDMOS器件失效机理及研究现状

整机小型化的发展对厚膜微组装DC/DC电源提出了更高的可靠性要求,VDMOS器件作为DC/DC电源的开关器件,其性能退化失效将直接影响电源效率、温升指标和技术性能。介绍了厚膜微组装DC/DC电源VDMOS器件芯片级、封装级两个层面的失效机理,以及针对这些失效机理的寿命评估方法和研究现状,并根据VDMOS器件在DC/DC电源中的应用,提出两种温度应力下的寿命评估方法。     

5V／10W DC—DC变换器

用3端DC－DCPWM开关TOP414G构成的SV10W隔离的DC－DC变换器示于图1。此变换器具有宽输入范围（36～72VDC输入）,输出5V2．0A。图1中的TOP414G是PowerIntegrations公司一款3端DC－DCPWM开关,它具有DC－DC变换器所需的所有功能。它含有：带控制导通栅极驱动器的高压N沟道功率MOSFET,带集成120kHz振荡器的电压模式PWM控制器,高电压启动偏置电路,带隙分支基准,环路补偿的偏置并联调节器／误差放大器和失效保护电路（见图2）。在图1的变换器电路中最大元件高度是12mm。EFD－20变压器铁芯的选择适合这个最大元件高度…     

多相PWM控制DC／DC变换器

概述 近年来,随着一些高性能CPU的出现,如Pentium 4、Athlon等,需要输出电压更小,更大电流的DC/DC变换器,对热性能、EMI及负载瞬变应答(Load Transient)的要求也不断提高。传统的单相DC/DC变换器日益显示出局限性。多相DC/DC变换器以其独特的性能,为高性能CPU电源的解决方案开辟的一条新路。     

DC/DC辐照损伤与VDMOS器件1/f噪声相关性研究

通过对DC/DC转换器低频噪声测试技术以及在γ辐照前后电性能与1/f噪声特性变化的对比分析,发现使用低频噪声表征DC/DC转换器的可靠性是对传统电参数表征方法的一种有效补充.对DC/DC转换器辐照损伤与其内部VDMOS器件1/f噪声相关性进行了研究,讨论了引起DC/DC转换器辐照失效的原因.     

军用混合集成DC／DC变换器

主要介绍双路独立输出DC/DC电源变换器的设计方案,采用该方案成功地研制出军用G类双路独立输出±15V/1.5A(45W)混合集成DC/DC电源变换器,其性能指标达到国际先进水平.     

PWM DC／DC变换器的应用

在数字电路的设计中,电源是一个关键部分。数字电路大多需要直流稳压电源,且由于芯片种类繁多,所需电压也多不一样,于是DC/DC直流变换器得到了大量应用。目前使用较多的DC/DC变换器是PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)开关变换器,通过控制电压振荡波形占空因数来得到     

星载多路输出开关电源的设计

介绍一款星载多路输出开关电源。该电源的设计方法能够满足绝大部分星载多路输出开关电源的需求。重点介绍该电源的部分设计特点,分析工作原理,并给出了设计公式。实践表明,该电源优化了星载开关电源小型化设计,可广泛应用于星载多路开关电源。     

DC/DC变换器输入阶跃响应测试方法研究

介绍了DC/DC变换器输入阶跃响应的概念和测试原理,对该参数的测试技术进行了探索,开发出适合的测试方法和测试系统。通过产品的测试,验证了测试方法和测试系统的准确性。该测试方法符合SJ20646-97《混合集成电路DC/DC变换器测试方法》的规定。该测试方法和系统适用于大动态输入范围和大功率DC/DC变换器输入阶跃响应的测试。     

The Investigation on Single Event Function Failure for DC/DC Converters with Three Single Terminal Topological Structures

Heavy ion radiation experiments have been done to DC/DC converters with different topological structures for space applications.The test results were analyzed about the function failure of three topological structures caused by single event effects.The relationship between the function failure and the input supply voltage,the output load current and the topological structure of the module were discussed.Based on the analysis of the variation relationship among the source/drain terminal voltage of MOSFETs and the input voltage and the output load,the sensitivity factors associated with the function failure caused by single event effects were discussed.A new analysis on single event function failure of DC/DC converter based on different topologies has been presented,which can be applied to radiation hardened design and space application.     

零电流开关大功率DC/DC双全桥变换器设计

提出了一种基于双全桥结构的单向零电流开关大功率（兆瓦级）DC/DC变换器,该变换器通过采用两个全桥变换器来实现零电流开关,实现了较低的功率损耗和输出滤波电感。为了验证提出的变换器在大功率应用中的有效性,构建了小型样机并在大功率直流电网进行了实际测试。实验证明,相比传统的两种单向大功率全桥变换器,提出变换器所需的滤波电感和半导体器件的功率损耗均较少,分别仅为1.72mH和924.5kW。     

DC/DC模块中功率器件的寿命预计方法

模拟开关电源DC/DC模块内部电路为开关电源中的功率器件—垂直导电双扩散MOS(VDMOS)和肖特基二极管(SBD)—提供恒定电应力,并对其施加温度应力进行加速寿命试验。采用恒定电应力温度斜坡法(CETRM),对开关电源中功率器件VDMOS和SBD的可靠性进行评价;对其失效机理一致性进行分析,计算其失效激活能;并在失效机理一致的范围内外推正常使用条件下的寿命,为开关电源整体可靠性评价提供依据。     

PWM型DC/DC变换器过流/短路保护电路的设计

通过分析DC/DC变换器过流和短路两种工作状态的联系和区别,以及对器件自身和所在系统可靠性的影响,明确了在DC/DC变换器设计中,应针对过流和短路分别进行保护设计,才能有效地提高器件的可靠性,并给出了过流保护和短路保护的电路设计实例.     

一种两象限零电压开关准谐振DC-DC转换器设计(英文)

传统的DC-DC转换器由电感、电容构成,通常电感和电容的面积很大,而且在开关导通和关断时的损耗严重。开关电感的两象限DC-DC转换器同时具有高功率密度和高转换效率,但是其开关导通和关断时的功率损耗仍然很严重。软开关技术可以实现开关导通和关断时的零功率损耗,从而大大减小了转换器的功率损耗。文章设计了一种新型的两象限零电压开关DC-DC转换器(ZVS-QRC),有效减小了功率损耗,并提高了功率密度和转换效率。     

星载DC/DC转换器辐射损伤预警方案设计

星载DC/DC转换器是卫星、航天电子设备中辐射易损单元之一.文中采用国际上新兴的电子故障预测与健全管理方法(ePHM),设计了基于PWM的星栽DC/DC转换器辐射损伤预警方案,可以在辐射致PWM损伤使基准电压漂移达到预警值时发出警报,为启动备用件赢得超前时间,避免卫星出现灾难性故障.     

LHB1900系列混合集成DC／DC变换器的研制

ＬＨＢ１９００系列混合集成ＤＣ／ＤＣ变换器，采用厚膜混合集成电路技术制作，电路采用恒频４００ＫＨｚＰＷＭ推挽结构，功率密度５００ｍＷ／ｍ３，效率达８０％，本文简要介绍ＤＣ／ＤＣ变换器电路设计及工艺制作技术，该系列ＤＣ／ＤＣ变换器可用于军事、航空航天及其它可靠性要求高的领域。     

一种基于GaN器件大功率双向DC/DC变换器

本文介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器。DC/DC转换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件。本文对10 kW GaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化,参数化和分析,并通过仿真和验证了其有效性。它由两个单相全桥电路、两个输入输出电感和一个高频变压器组成。高频变压器在实现两个全桥变换器之间的电流隔离方面起着至关重要的作用。使用MATLAB仿真软件对10 kW的变换器进行了建模。MATLAB仿真结果验证了变换器的性能适合于高功率应用并能实现轻负载条件下的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)。然后,设计了一个7 kW的实验原型,以验证所设计拓扑的有效性。