
用於新太空的供電網路
太空環境十分嚴酷,要求完美的可靠性。Vicor 耐輻射電源模組能承受新太空的嚴酷考驗
Vicor 為常用的太空與衛星專業術語提供方便實用的彙編。
描述帶電粒子能量損失的非線性曲線,其峰值出現在粒子停止時。能量損失與資料類型、粒子種類及其能量有關。高能粒子的線性能量傳遞(LET)低於相同種類低能粒子的 LET。
由於太陽磁場變化而拋射出的富含質子的电浆,速度在 250~3000 km/s 之間,到達地球需要數小時至數天。
組織面積上接收到的粒子數量,組織為 n/cm²,即粒子通量隨時間積分的結果(通量 × 時間)。
組織面積上每秒通過的粒子數量,組織為 n/cm²·s。
高能光子,屬於電磁波,能够電離物質,通常由放射性衰變產生(如 60Co 源常用於總電離劑量[TID]測試)。
地球同步軌道是一種特定的地球軌道,距離地球 22236 英里(35786 km),衛星速度(11052 km/h)與地球自轉同步,完成一次軌道旋轉需 24 小時。 地球同步軌道衛星保持在地球上空固定位置。 與低地球軌道(LEO)衛星和中地球軌道(MEO)衛星相比,許多地球同步軌道衛星暴露於較高輻射水准,需設計以承受更惡劣的環境,它壽命較長,適用於氣象監測和全球通信等應用。
與更接近圓形的低地球軌道(LEO)或中地球軌道(MEO)不同,高橢圓軌道具有更高的偏心率,因此在星座通信網絡等傳統衛星應用中較為少見。高傾角的 HEO 衛星在高緯度地區上空有較長的駐留時間,因此比 GEO 軌道更適合高緯度地區的通信。
指具有足够能量的亞原子粒子(質子、電子、中子、離子)或電磁波(X 射線或伽馬射線)通過剝離原子中的電子而產生電離作用。
指電離粒子在穿過物質時每組織距離傳遞的能量,組織為 MeV/cm。LET 與物質密度相關,針對矽材料時,常使用衍生組織 MeV·cm²/mg 表示。
低地球軌道是指距離地球 1200 英里(2000km)或更近的軌道,速度為 25~28km/h,軌道週期為 128 分鐘或更短。由於軌道高度較低,LEO 衛星的“地球覆蓋範圍”較小,因此服務區域有限。
中地球軌道是指圍繞地球的特定軌道,位於 LEO 和 GEO 之間,距離地球 1200 英里~22236 英里(2000~35786km),速度為 28~11052km/h,軌道週期為 2~24 小時。 由於高度新增,MEO 衛星比 LEO 衛星有更大的“地球覆蓋範圍”,因此服務區域更廣。
輻射吸收劑量組織,等於 0.01 戈瑞(國際單位制)。
抗輻射電子元件指經過特殊設計、製造和測試,能够在特定輻射環境中可靠工作的電子元件。這類設備通常需通過嚴苛的總電離劑量(TID)、中子或質子位移損傷(DD)及單粒子效應(SEE)測試,以類比實際工作環境,常用於航天器、核反應爐和粒子加速器的設計,因為它們將暴露在高水准的輻射下。
抗輻射電子元件需通過特定的篩選流程,符合政府製定的標準。這些標準通常要求採用密封封裝,以確保較長的使用壽命。這些設備具有更高的可靠性和更長的使用壽命,因此主要供航太機构、私人航太公司、國防部門及科研人員使用。
耐輻射電子元件指經過特殊設計、製造和測試,能够承受特定水准輻射負面影響的電子元件。與抗輻射元件的一個關鍵區別是,耐輻射元件無法承受抗輻射元件所能承受的輻射水准。但是,與未經輻射評級的商用現貨(COTS)產品不同,耐輻射部件是為在輻射水准較低的環境中工作而設計的。 由於軌道較低、任務時間較短、可靠性要求更低,低地球軌道和中地球軌道衛星越來越多地使用耐輻射部件。
在 MOSFET 功率電晶體中,寄生雙極結構被觸發,伴隨再生迴響、雪崩效應和高電流狀態。除非有適當的保護措施,否則SEB具有潜在破壞性。通常,使用1E5 ions/cm² 的粒子注量進行 SEB 測試。
單個高能電離粒子撞擊電路中的敏感節點,引起可量測的軟或硬錯誤。單粒子會導致電離,可能影響 TID,這可能是測試期間需要考慮的一個因素。
指導致元件復位、鎖定或其他功能异常的軟錯誤,通常發生在具有內寘狀態/控制模組的複雜設備中,如 SDRAM、DRAM、NOR/NAND 閃存、各類處理器、FPGA 或 ASIC 或混合訊號設備中。根據恢復可操作性所需的操作,SEFI 可分為軟件復位或電源循環兩種類型。存儲的數據可能會也可能不會遺失。通常,使用 1E7 ions/cm² 的粒子注量進行 SEFI 測試。
單離子撞擊引起的栅氧化層或其他電介質層的破壞性擊穿,會在偏壓下產生漏電流,常見於功率 MOSFET、線性集成電路(帶內部電容器),或在數位設備中表現為固定比特。通常使用 1E5 ions/cm2 的粒子注量進行 SEGR 測試。
在電離粒子作用下,設備進入永久且可能具有破壞性的狀態,即離子撞擊觸發寄生晶閘管結構,並形成低阻抗、大電流路徑,常見於 CMOS 電路中。如果電流過大,可能會造成破壞。這種大電流狀態可以鎖定,通過斷電復位。通常情况下,在設備的最高額定溫度下使用 1E5 ions/cm2 的粒子注量進行 SEL 測試。
單個高能粒子撞擊邏輯或線性集成電路節點,引起暫時的電壓突變(電壓尖峰)。這屬於軟錯誤。
單粒子引起一個或多個電晶體的狀態改變。這種狀態變化可能導致邏輯或存儲錯誤。單粒子翻轉是非破壞性的,可通過重寫或復位邏輯元件恢復。這屬於軟錯誤。通常,使用 1E7 ions/cm2 的粒子注量進行 SEU 測試。
太陽間歇性爆發的電磁能量,通常與日冕物質拋射相關。電磁輻射覆蓋從無線電波到伽馬射線的全波段。太陽耀斑的頻率以 11 年為一個週期。
太陽持續釋放的帶電粒子流,主要包含質子、電子和 α 粒子,以及微量的較重離子,速度為 300~700km/s。
指足以引起輻射效應的最小 LET 值。在設備測試中,通常使用 1E7 ions/cm2 的粒子注量,以確保覆蓋敏感節點。
長期輻射吸收劑量的量測名額,組織為拉德(rad)或戈瑞(gray)。