太空及卫星常见问题(FAQs)

答：太空中几乎没有任何物质，也就是高真空。没有空气就无法维持生命，也无法提供加热或散热传导对流。国际空间站的极端温度范围从背阴面的 -250℉ 到向阳面的 +250℉，跨度极大，因此需要温控系统。进入太空不是一件容易的事，需要火箭发射给航天器施加巨大的加速度和振动力。航天器必须利用机载能量存储、某种形式的燃料和/或太阳能帆板为其自身供电。地球大气层外的辐射强度很大，会导致航天器退化。必须避开空间碎片和陨石。低轨道必须考虑大气阻力，否则就会最终返回地球。

答：在太空中，辐射充斥着高能电磁波及亚原子粒子的复杂混合物。电磁波与可见光相似，但频率更高，如 X 射线和伽马射线等。亚原子粒子从其速度中获得高能。这些粒子由电子、质子、阿尔法粒子（一种氦核）及较重元素的原子核的混合物组成。亚原子粒子被称为宇宙射线。

答：能量极高，能够从物质中移除一个或多个电子，从而产生离子的辐射，叫电离辐射。通过释放电子，原子变成带正电荷的离子。

答：在地球附近，大部分空间辐射来自太阳，但也有一些来自遥远的恒星和星系事件。许多带电粒子被困在地球磁场中，形成了范艾伦辐射带，即环绕地球的高辐射区域。

答：辐射对健康的影响取决于辐射的累积量、能量和粒子组成。辐射被视为对生命有危险，因为低剂量的电离辐射会对 DNA 造成损害，导致细胞突变。剂量在 100 至 600 拉德（辐射计量单位）之间，会导致胃不适、疲劳和呕吐。然而，在没有医疗救助的情况下，200 至 800 拉德的剂量在 60 天内造成死亡的几率为 50%。如果不进行治疗，800 拉德以上的剂量基本上肯定会致命。

答：为了让宇航员在太空中生存，我们必须为他们提供适合生活的环境。也就是说，需要可供呼吸的空气、温控、针对陨石、微流星体及空间碎片的人体保护，以及抗辐射保护。必须周密规划饮食，以免在补给之前耗尽。

答：辐射可改变材料的特性，造成永久性或暂时性退化。电荷可能会在表面积聚，最终按照静电荷的形式放电。单一事件效应 (SEE) 是由带电高能粒子以电子形式释放其能量直接造成的，可能会改变计算机的逻辑位，也可能会造成永久性的破坏性损坏。长期辐射被称为总电离剂量 (TID)，可逐渐改变电子产品的性能。TID 电路多到一定程度，就会停止正常工作。

答：大多数绕地球运行的卫星通过太阳获取能源。航天器上的光伏 (PV) 面板与屋顶上使用的光伏面板类似，将太阳光转化为电能。但为了减轻重量，航天级光伏电池通常使用更高效率的多层结构，能够将更多的光能转化为电能。产生的能量会因地球或其它卫星部件的阴影、面对太阳的角度、电力负荷以及面板的寿命而不同，因为暗化和辐射效应会影响效率。为了修正这些变化，电源调节装置不仅会调节所提供的电源，使其适应航天器和可充电电池，而且还会将电压母线分配给卫星组件。在卫星完全被地球遮蔽时，电池就会为其供电。有几种常见的母线电压，但通常都在 28V 至 100V 之间。

答：卫星的配电可能很复杂。子系统负载需要稳压、与母线隔离、噪声过滤、瞬态抑制、故障隔离以及通过局部网络提供充足的电源。这些任务是通过将配电单元 (PDU) 和单元级电源组合起来完成的，这些电源针对每个负载调整了大小。PDU 不仅提供故障隔离，而且还可进行稳压。供电设备通常包括从母线电压到0.5V到12V负载水平的稳压、母线隔离、噪声过滤和瞬态抑制，有时还包括故障保护。

答：Vicor 开发的产品系列充分考虑了太空产品的独特需求，其中包括 TID 和 SEE 的影响。所选的半导体组件均能抵御这两种辐射效应。Vicor 会测试所有批次的零部件，以确保达到产品的抗辐射性能。模块整合双供电链结构，可在单一事件效应过程中确保电源的完整性，使重要负载获得连续不断的电源。

答：Vicor 耐辐射电源转换器可提供高功率密度、高转换效率、小巧的外型、很轻的重量以及低噪声开关性能。这些优势是通过 Vicor 使用的零电压及零电流开关技术实现的，其可实现高效率的高频率工作。

答：Vicor 耐辐射电源产品的耐辐射总剂量额定值为 50k 拉德。新模块经过测试，TID 仍然保持公布的额定值，高达 80k 拉德。

答：Vicor 通常会对耐辐射产品系列中使用的材料执行严格的控制。所有易受辐射影响的半导体均经过大量测试。只有那些通过我们严格测试的材料批次才会转而用于装配耐辐射模块。

答：Vicor 在耐辐射 DC-DC 转换器产品线的设计和部件选择上，注重每一个细节。耐辐射产品中使用的组件需要进行重离子测试。我们测试了 MOSFETS 的单事件烧毁 (SEB) 和单事件栅穿 (SEGR)。显著的电压降低额定值应用于 MOSFETS，以确保完好无损。只有器件能在 35MeV-cm2/mg 的线性能量转移 (LET) 下保持完好无损时，才能使用。

答：Vicor 在重离子环境下对模块进行了广泛的特性测试。重离子可能会导致供电链功能紊乱，即 SEFI。我们不仅采用了检测各种形式的 SEFI 的方法，而且还对供电链进行了复位。每一款 Vicor 耐辐射电源模块均包含两个通常并行运行的供电链。如果一个供电链被带电粒子打乱并重置，并行单元会在重置过程中承担全部负荷，这是一种主动冗余的形式。当紊乱的模块重新上线时，这两部分模块会再次共同承担负荷。这种双供电链方案可确保电源在 SEE 环境下可靠传输。

答：Vicor 已通过适用于太空应用非密封模块的认证流程。四款合格的模块有一款母线转换器模块 (BCM®)、一款前置稳压器模块 (PRM™) 和两款变压模块 (VTM™)。确认流程包括烙印、热循环、温湿度偏差、高温工作寿命，以及严格的高提速使用寿命测试。

答：最初的产品系列设计旨在通过 100V 航天器母线工作。只需对母线转换器模块 (BCM) 和前置稳压器模块 (PRM) 稍加改动，该产品就可通过任何常见的母线工作，包括 28V、50V 和 70V 母线。

答：所有模块都按照 IPC-9592B 标准进行了降额，在保守的外壳温度下工作时，可满足通用太空的降额需求。

答：是的，根据合同，Vicor 可提供一个完整的数据包，其中包括最坏情况下的电路性能、辐射、散热、应力降级、FMEA 以及可靠性分析。

答：Vicor 在称之为 SM ChiP™ 封装的先进高级产品制造工艺中投入了大量资金，这是一种针对电源产品而优化的高密度封装。模压及电镀模块经过精心设计，有助于将热量传递给客户散热器。模块可使用通用 SMT 组装设备装配在主机 PCB 上。

答：所有 Vicor 耐辐射产品均在美国装配。

答：Vicor 产品预计将于 2022 年第三季度首飞。

答：Vicor 耐辐射电源产品被评为 EAR99 级出口产品。