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如何满足航天级数字隔离?LEO卫星的高抗辐射和抗干扰要求
(2025年5月1日更新)

今天的太空比赛不仅仅是登陆新星球,还通过超级星座,也被称为近地轨道(LEO)卫星,提供全球宽带连接的支持,以便更好地与地球沟通。与地面应用程序一样,LEO卫星需要信号和电源隔离,以防止接地电势差,提高抗噪性,从而提高系统的完整性和性能。

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过去,设计师使用光耦合器、脉冲变压器等隔离技术来隔离航天器应用中的信号和电源。然而,这些技术的局限性将挑战隔离子系统。对于光耦合器,这些限制包括抗辐射性能差、电气性能有限各包装通道数量有限。同时,脉冲变压器尺寸大,可能难以设计。

塑料包装作为一种替代方案,具有耐辐射性SiO数字隔离器(如ISOS141-SEP四通道数字隔离器)可通过具有以下特性的单粒子锁定(SEL)单粒绝缘击穿(SEDR)满足抗扰性LEO应用子系统的抗辐射性能和抗干扰要求:LET=43MeV?cm^2/mg,总剂量的电离辐射(TID)规格和RLAT高达30krad(Si),位移损伤(NDD)规格高达1×10^12n/cm^2(等效于1MeV)。

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从信号隔离的角度来看,ISOS141-SEP可提供600V更高的连续工作电压,100Mbps数据速度快,传输延迟低,10.7ns和4ns通道间延迟(最大值),并提供100kV/μs的CMTI。该隔离性能可以改善各种航天器应用中的信号隔离,包括电源系统和电池管理系统(BMS)()通信的有效载荷。此外,该装置的尺寸较小(例如ISOS141-SEP的尺寸为4.90mmx3.90mm)它还有助于简化系统设计,减轻重量。

图1 航天器BMS中使用ISOS141-SEP隔离数字隔离器UART和GPIO信号

塑料包装的数字隔离器可以隔离多个太空应用程序(从电力系统到有效通信负载)中的信号。这些隔离器有助于简化设计,提供抗辐射功能,并在单个包装中提供多通道解决方案,并与现有解决方案相比保持高隔离完整性。这些先进的特性将与地球通信LEO卫星的发展起着重要的作用。

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