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航天級數(shù)字隔離如何滿足LEO衛(wèi)星的高抗輻射和抗干擾要求

發(fā)布時間:2022-04-08 來源:TI 責任編輯:wenwei

【導讀】當今的太空競賽不僅僅是登陸新星球,還是通過由超級星座,又稱近地軌道(LEO)衛(wèi)星,提供支持的全球?qū)拵нB接,從而與地球更好地通信。與地面應用一樣,LEO衛(wèi)星需要信號和電源隔離來防止接地電勢差同時提高抗噪性能,從而增強系統(tǒng)完整性和性能。


以前,設計人員采用光耦合器和脈沖變壓器等隔離技術(shù)來隔離航天器應用中的信號和電源,不過,這些技術(shù)的局限性會給隔離式子系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)。對于光耦合器,這些限制包括較差的抗輻射性能、有限的電氣性能和每個封裝的通道數(shù)有限,同時脈沖變壓器的尺寸較大,可能難以用于設計。


作為一種替代方案,采用塑料封裝的耐輻射SiO2數(shù)字隔離器(如ISOS141-SEP四通道數(shù)字隔離器)可通過具有以下特性的單粒子鎖定(SEL)和單粒子絕緣擊穿(SEDR)抗擾度來滿足LEO應用子系統(tǒng)的抗輻射性能和抗干擾要求:LET=43MeV?cm^2/mg,電離輻射總劑量(TID)規(guī)格和RLAT高達30krad(Si),位移損傷(NDD)規(guī)格高達1×10^12n/cm^2(等效于1MeV)。


解決LEO衛(wèi)星的隔離設計難題

通過應用簡報“如何在新興的LEO衛(wèi)星應用中使用數(shù)字隔離器隔離信號”,了解如何在LEO衛(wèi)星應用中使用數(shù)字隔離器隔離信號。


從信號隔離的角度而言,ISOS141-SEP可提供600V的更高連續(xù)工作電壓、100Mbps的更快數(shù)據(jù)速率、低傳播延遲以及10.7ns和4ns(最大值)的通道間延遲,并提供100kV/μs的CMTI。該隔離性能可以提高各種航天器應用中的信號隔離,這些應用包括電源系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)(如圖1所示)和通信有效載荷。此外,該器件較小的尺寸(例如ISOS141-SEP的尺寸為4.90mmx3.90mm)也有助于簡化系統(tǒng)設計,同時減輕重量。


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圖1:航天器BMS中使用ISOS141-SEP數(shù)字隔離器隔離UART和GPIO信號。


采用塑料封裝的數(shù)字隔離器可以隔離多個航天應用(從電力系統(tǒng)到通信有效載荷)中的信號。這些隔離器有助于簡化設計,提供抗輻射功能并在單個封裝中提供多通道解決方案,同時與現(xiàn)有解決方案相比保持高隔離完整性。這些先進特性將對與地球通信的LEO衛(wèi)星的發(fā)展發(fā)揮重要作用。



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