太空验证成功!中国首款高压抗辐射碳化硅功率器件引领航天电源升级

   时间:2025-01-22 08:10 来源:ITBEAR作者:赵云飞

在电力电子领域,功率器件扮演着电能变换与控制的核心角色,犹如电力电子系统的引擎,广泛应用于各类电子设备中。近期,一项关于国产高压抗辐射碳化硅(SiC)功率器件的突破性进展引起了广泛关注。

中国科学院微电子研究所携手多个科研团队,成功研制出国内首款高压抗辐射SiC功率器件及其配套的电源系统。这一成果不仅标志着我国在高端功率器件领域取得了重要进展,更为航天技术的发展注入了新的活力。目前,该系统已搭载天舟八号货运飞船,并顺利通过了太空第一阶段验证,实现了在电源系统中的在轨应用。

相较于传统的硅(Si)基功率器件,SiC等第三代半导体材料以其卓越的物理特性,如禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子速度快等,为空间电源的传输功率和能源转换效率带来了显著提升。这不仅简化了散热设备,降低了发射成本,还大幅提高了功率-体积比,为空间电源系统的高能效、小型化和轻量化提供了有力支持。

据中国科学院介绍,此次搭载的SiC载荷系统主要承担国产自研高压抗辐射SiC功率器件(包括SiC二极管和SiC MOSFET器件)的空间验证及其在航天电源中的应用验证,以及SiC功率器件综合辐射效应等科学研究任务。这一系统有望在未来逐步提升航天数字电源的功率,使单电源模块达到千瓦级水平。

经过一个多月的在轨加电试验,SiC载荷测试数据表现正常,高压400V SiC功率器件在轨试验与应用验证圆满完成。在电源系统中,其静态、动态参数均符合预期,充分展示了国产高压抗辐射SiC功率器件的可靠性和稳定性。

此次搭载第一阶段任务的顺利完成,标志着我国在高压抗辐射SiC功率器件领域取得了重大突破。在航天领域,以“克”为计量的空间载荷需求极为苛刻,而SiC功率器件凭借其高效、轻量化的优势,将成为大幅提升空间电源效率的首选方案。这一创新成果将有力推动空间电源系统的升级换代,为我国航天事业的持续发展提供坚实的技术支撑。

 
 
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