[发明专利]一种DC/DC转换器单粒子效应检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种DC/DC转换器单粒子效应检测系统及检测方法。 

背景技术

DC/DC转换器是一种将一种电压幅值的直流电源转换成另一种电压幅值直流电源的器件。 

卫星中为数众多的设备，所采用的电源电压是五花八门的，需要在卫星主电源的基础上通过转换得到。而对于卫星来说，对电源的要求重要的是高效率；同时，为了提高卫星的可靠性，要求卫星内各部件或组件之间电源相互隔离，降低相互之间的干扰。而一般线性电源的效率太低，而且输入与输出之间也不是相互隔离的。因此，卫星用电子系统大都采用分布式电源系统，其中DC/DC电源转换器是其主要的、关键的器件，它为所有电子设备或系统提供稳定的功率输入。 

卫星工作在空间辐射环境中，辐射效应会导致DC/DC转换器的性能退化甚至失效，而单粒子辐射效应导致的DC/DC转换器性能退化尤为明显。在卫星使用DC/DC转换器前，必须对DC/DC转换器进行单粒子效应检测，通过试验，评估单粒子效应敏感度，为型号选用器件和系统进行抗辐射加固设计提供依据。 

国内的卫星用元器件的单粒子效应试验主要集中在各类传统的固定功能器件上，如微处理器、存储器、数字逻辑电路、AD/DA转换器等，而DC/DC转换器属于混合电路，在结构和功能原理上与以往研究的器件有本质的区别，一般由功率MOS管、脉宽调制器、反馈信号隔离器、运算放大器、比较器、隔离变压器、磁反馈线圈及其阻容感等器件和元件组成，其中MOS管、脉宽调制器、反馈信号隔离器等有源器件对单粒子效应比较敏感，同时该器件结构尺 寸较大，体积一般大于4cm(长)＊3cm(宽)＊2cm(高)。因此，在检测原理上不能将其看作单一内部功能的器件和单一的辐照区域进行单粒子模拟试验，而是需要针对其结构特点设计全新的检测系统进行单粒子模拟检测，目前尚未见到有关国内单位对DC/DC转换器进行单粒子效应检测试验的报道，也没有规范的检测方法和评价方案。 

国外从事该方向研究的报道主要有美国的IR公司、INTERPOINT公司、VPT公司和欧洲ESA的SAAB试验室，美国的IR公司、INTERPOINT公司和VPT公司是DC/DC转换器的生产设计方，对于该类器件的核心技术有完全的掌握，采用了专门设计的检测板、上位机检测软件，能够较全面地完成对被测DC/DC内部元件的检测，但是试验应用的DC/DC转换器内部元件检测技术并未公开，大量技术国内无法获得，且其检测方法是将内部的单个组成元件进行辐照检测，其检测方案不针对器件内部的整个敏感区域或不同敏感区域；欧洲SAAB试验室也是和美国DC/DC转换器生产设计公司合作，采用了专门设计的检测板、上位机检测软件进行单粒子效应检测，其检测技术细节未公开，国内无法获得。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种DC/DC转换器单粒子效应检测系统及检测方法。 

本发明的技术解决方案是： 

一种DC/DC转换器单粒子效应检测系统，包括：输出电压调整电路、输入保护电路、电源及其监测电路、多路采集电路以及控制与数据处理系统； 

控制与数据处理系统给电源及其监测电路发送控制信号，令电源及其监测电路输出被测DC/DC转换器的工作电压，通过输入保护电路之后输入给被测DC/DC转换器，同时，电源及其监测电路还实时监测该电路自身的输出电压和输出电流，并将输出电压和输出电流的数值反馈给控制与数据处理系统； 

被测DC/DC转换器接收到输入的工作电压之后开始工作，其输出端输出 电压信号给输出电压调整电路，输出电压调整电路将该电压信号调整到所述多路采集电路可接收的电压范围内； 

多路采集电路对经过调整的被测DC/DC转换器的输出电压进行采集并转换成数字信号之后送入控制与数据处理系统。 

输出电压调整电路将被测DC/DC转换器的输出电压信号调整到所述多路采集电路可接收的电压范围内的同时，还需使得调整之后的电压信号与DC/DC转换器的输出电压成线性关系。 

一种基于权利要求1所述的DC/DC转换器单粒子效应检测系统实现的DC/DC转换器单粒子效应检测方法，步骤如下： 

(1)对被测DC/DC转换器进行开帽处理，并确定辐照敏感区域； 

(2)选择辐射源； 

(3)控制与数据处理系统向电源及其监测电路发送控制信号，令所述DC/DC转换器单粒子效应检测系统开始工作，多路采集电路对经过调整的被测DC/DC转换器的输出电压进行实时采集并转换成数字信号之后送入控制与数据处理系统；