基于GaN的耐辐射DCDC转换器可提高关键应用的效率

近年来，通过在空间系统中使用以前未知的技术，空间市场已转向更高效的电源解决方案。由于太空硬件会受到极端环境条件的影响，包括电离辐射，因此需要抗辐射组件。耐辐射功率MOSFET已经问世好几年了，但它们为了获得高耐辐射性而牺牲了电气性能。因此，空间级电源的转换效率远低于商用电源。氮化镓(GaN) 是一种宽带隙半导体，具有比硅更高的功率转换效率和本征辐射保护，已成为最新的创新之一。除了显着提高各种拓扑和功率级别的商用 DC/DC 转换器的效率外，基于 GaN 的 FET 还表现出对伽马辐射和单事件效应 (SEE) 的非凡d性。所有这些特性使 GaN FET 非常适合用于卫星和运载火箭的电源。

CAES（前身为 Cobham Advanced Electronic SoluTIons）推出了业界首款用于高吞吐量卫星有效载荷的基于 GaN 的单级隔离式 DC/DC 转换器。新的 SCD51028XXX 产品系列提供市场上最高效的电源转换模块，允许可重新编程和软件定义的有效载荷。

CAES 通过其革命性的 GaN 单级隔离转换器将总线功率直接转换到负载点 (POL)，而不是利用多个级来实现负载点所需的较低电压。与通常达到约 80% 整体效率的两级转换器不同，CAES 的单级转换器可以使用 GaN 技术在满载和 50% 负载下提供更好的效率。

更高的效率对于新的卫星产品尤为重要，这对卫星的热设计以及电池电量、太阳能电池阵列和提供低功耗解决方案所需的其他设备的数量都有影响。

“我们对这项创新将实现更小的系统感到非常兴奋。” “我们的设备只有 3 英寸宽 x 2 英寸长，因此它甚至可以安装在最小的 LEO 卫星中，而且我们将能够实现比过去更高的功率转换效率，”Dave Young 解释说。

图 2 描绘了 DC/DC 转换器的功能框图，它是一种专为抗辐射而设计的隔离式降压稳压器。对于 LEO 星座和更大的卫星来说，它都是一种具有成本效益的解决方案，可实现不同需求位置所需的低功率转换。

图2：CAES 51028XXX系列功能框图