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

當(dāng)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)計難題

通過應(yīng)用簡報“如何在新興的LEO衛(wèi)星應(yīng)用中使用數(shù)字隔離器隔離信號”，了解如何在LEO衛(wèi)星應(yīng)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(yīng)用中的信號隔離，這些應(yīng)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(shè)計，同時減輕重量。

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(yīng)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(shè)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。