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皇冠体育赌场在航天电子产品中的应用

作者:海飞乐技术 时间:2018-08-02 10:18

  随着全球气候变暖,“低碳”变成了当今社会的热门词语,“低碳经济”、“低碳生活方式”,甚至连最热门的房地产行业最近也推出了“低碳楼盘”。而归根到底,“低碳”的本质就是降低能耗,减少二氧化碳的排放。据统计,60%~70%的电能是在低能耗系统中使用的,而绝大多数是消耗于电力变换和电力驱动。而提高电力利用效率中,起关键作用的是功率器件,因此如何降低功率器件的能耗已成为全球性的重要课题。
 
  在航天电子产品中,电子设备的功耗、体积和重量比地面设备更加重要,有时甚至是衡量该产品的主要指标。
 
  碳化硅(SiC)功率器件耐高温、抗辐射、具有较高的击穿电压和工作频率,适于在恶劣条件下工作,特别是与传统的硅(Si)功率器件相比,皇冠体育赌场可将功耗降低一半,因此可大幅度降低开关电源、电机驱动器等电路的热耗、体积和重量。
 
  虽然,皇冠体育赌场在近几年才向市场推广,但目前已应用于混合动力汽车和电动汽车设备中,正因其在很多方面具有普通硅功率器件无与伦比的优点,把皇冠体育赌场向航天电子产品中推广就具有了很重要的实际意义。
 
  皇冠体育赌场在航天电子产品中的应用
  根据上述分析,结合航天军工实际,皇冠体育赌场在航天电子产品中的应用主要集中在下面几个领域。
 
  1. 弹/箭上开关电源和卫星/飞船上的太阳能电源系统
  在开关电源系统中,二极管一般被用作整流、续流保护等。用做整流时,经常会因为整流二极管的反向恢复时间过长,进而导致转换效率降低,发热增加。虽然使用肖特基二极管可解决反向恢复问题,但普通硅(Si)肖特基二极管的击穿电压很低(通常低于200V),再加上降额设计,不适合高压应用。而用碳化硅(SiC)制作的肖特基二极管耐压可达1200V,反向恢复电流几乎可忽略不计,因而能大大减小器件的开关损耗,同时,还可简化开关电源电路中的保护电路,图2是Cree公司提供的使用碳化硅肖特基二极管后对Boost型拓扑结构开关电源的简化。

使用SiC二极管简化Boost开关电源设计 
图2 使用SiC二极管简化Boost开关电源设计
 
  2. 弹/箭上无刷直流电机或电动舵机的驱动器
  目前,弹/箭上使用的无刷直流电机或电动舵机的功率日趋增加,对于无刷直流电机或电动舵机的驱动器来说,因弹/箭上电池电压的限制,只有提升电流才能输出足够的功率。而大的电流带来了更大的耗散功率和发热量,这就会增加驱动器的体积、重量,无形中就增加了弹/箭的无效载荷,缩短了射程。
 
  碳化硅肖特基二极管所具有的耐高温、反向恢复电流为零的特性,可极大地提高电机驱动器的性能,减小耗散功率、体积和重量,提高产品的可靠性。
 
  另外,当SiC MOSFET制作工艺成熟后,如能替代当前使用的开关功率器件,因其高温性能卓著,还可进一步降低电机驱动器的体积和重量。
 
  3. SiC MESFET在星载/机载雷达发射机中的应用
  SiC MESFET主要应用于微波领域,非常适合在雷达发射机中使用;使用它可显著提高雷达发射机的输出功率和功率密度,提高工作频率和工作频带宽度,提高雷达发射机的环境温度适应性,提高抗辐射能力。
 
  和普通硅(Si)功率器件相比,碳化硅(SiC)功率器件所具有的优势非常明显。虽然皇冠体育赌场的市场化推广还处于起步阶段,但其应用前景广大,发展速度迅猛,在“低碳”经济理念的推动下,必将加快其发展步伐。航天电子产品对其重量、体积、功耗和抗辐射程度都有严格的要求,皇冠体育赌场的出现及进一步推广,必将对今后航天电子产品的开发产生深远影响。




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