Kapılar, göktaşları (GTO) yüksek gerilimli güç geçişleri için vazgeçilmez hale geldi, uzay enerjilerinin uzaysal enerjideki kesin düzenleme ve dağıtımını, bataryaları ve yakıt hücreleri ile ilişkilendiriyor. Uzay misyonları, yüksek enerji seviyelerini ve verimliliği talep ediyor, GTO'ların performansı ve güvenilirliği doğrudan uzay gücündeki performansı ve güvenilirliği.

Uzaylı Güç Sistemlerindeki GTO'ların Rolü

GTO'lar elektronik olarak kontrol edilen anahtarlar olarak işlev gösteren yarı iletken cihazlardır ve yüksek gerilimlerde büyük akımlar üzerinde geçiş yapabilirler.Bu, ayrı bir komün devreden çıkmak için ayrı bir kompresyon devresini gerektirir, GTO'lar negatif bir kapı darbesi ile kapatılabilir, hızlı, kontrollü anahtarlamalı devreler için gerekli olan anahtarlama birimleri ile çalışır.[0] Güneş enerjisi dönüştürücüleri, batarya şarj / şarj sistemleri, güneş toplayıcıları ve elektrik şarj cihazları, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanım sağlar.

Uzay uygulamalarıdaki GTO'ların temel avantajı, yüksek güç seviyelerinde, GTO'ların doğal olarak kısa devre dışı kalması ve geçici koşullar altında sağlam bir güvenlik özelliği sağlar.Uygun güç sistemleri, ortalama 1-10 kW aralığındaki mevcut uydulardan gelen ortalama 1 MW aralığından daha düşük performans kayıpları ile çalışır.

Uzayda GTO'ları Kullanan Zorluklar

Avantajlarına rağmen, GTO'lar uzay ortamında birkaç dışsal zorlukla karşı karşıyadır. Aşağıdaki tablo, her bir detaya girmeden önce birincil konuları özetliyor.

  • [FONT:0]Radiation Hardness:[Dönetici:[Dönüşük: 0,4] Uzay radyasyonu, kapı oksitinin bozulmasına veya başarısızlığına neden olabilir ve yarı iletken lattice.
  • [FONT:0] ⁇ Yönetimi: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 1) Yüksek Güç geçişi ağır soğutma sistemleri olmadan vakumda ayrıştırılması gereken önemli ısıyı oluşturur.
  • [FONT:0) Makyaj Kayıpları:[[Dönetici:[Dönetici:0) GTO'ların dönüş kayıpları görev verimliliğini azaltabilir ve termal stresi artırabilir.
  • [FONT:0)Reliability and Lifetime:[Dönetici:[Dönetici: 0) Misyonlar 10-20 yıl boyunca bakım veya yedek olmadan süreklilik talep eder.
  • [FONT:0)Gate Drive Kompleksi: [Dönetici: [Dönetici: GTO, yüksek akım, hızlı-rise-time kapı pulu açmak için, devre tasarımı karmaşıklığını eklemek için gerektirir.

Radyasyon Sertliği

Uzay ortamı, protonlar, elektronlar, ağır iyonlar ve kumar ışınları içeren karışık bir radyasyon alanına elektronik bileşenleri ortaya koyar. Toplam iyonize doz (TID) etkiler, taşıyıcı gerilimine neden olur (V[D) ve yarı iletkenler için, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yer alan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Termal Yönetim

GTO'lar hem de ısı geçişi ve kayıpları ısıtılır. Uzayın vakumunda, konvektif soğutma yok, bu yüzden tüm ısı, bir radyatör veya farklı enerji talebi ile mekanik stres yoluyla yanlış kombinasyonlar yoluyla kaldırılmalıdır.GTO'nun ürettiği ısı geçişi veya ısı geçişi sırasında kolayca aşılabilir.

Kaynarların

Bir GTO, kapalı hava durumundan, uzun kuyruk akım akışlarından dolayı geçiş noktalarının çıkarılmasına neden oluyor.Bu kuyruktaki yüksek çözünürlükte, özellikle de 1 kHz'nin üzerindeki frekanslarda, yüksek çözünürlükte 3 boyutlu hızlar kullanılarak hızlanan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte 3 boyutlu hıza sahip olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte 3 boyutlu hıza sahip olan yüksek çözünürlükte hıza sahip olan yüksek çözünürlükte bir şekilde hıza sahip olmak için daha düşük hıza sahip.

Güvenilirlik ve Yaşam Zamanları

Uzun süreli son görevleri (örneğin, 15 yıl GEO iletişim uyduları veya 20+ yıl boyunca derin uzay araştırmaları için) sıkı güvenilirlik gereksinimlerine sahiptir. GTO'lar, ölüler gibi başarısızlık mekanizmalarına tabidir, ...

Kapı Drive Devrery Kompleksi

Bir GTO'nun geri çekilmesi, 1'den 20-30'a kadar mevcut olan anodenin% 30'una kadar negatif bir kapı darbesi gerektirir.Bu, yüksek gerilim ana devrede sunulan ve yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan sürücüyü otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak kullanır.

Çözümleri ve Future Developments

Bu zorlukların üstesinden gelmek için, havacılık güç elektronik topluluğu üç geniş cephede ilerliyor: geliştirilmiş cihaz tasarımları, yenilikçi termal yönetim ve yarı iletken malzemeler. Aşağıdaki alt bölümler şu anda uçuş donanımına entegre edilmiş en umut verici çözümleri ayrıntılı olarak.

Gelişmiş GTO Tasarımları ve Ambalajları

Radyasyonun toparlanmış GTO'lar artık kalın, düşük seviyeli yapılar üreten epit aksiyel büyüme tekniklerini kullanıyor.Fron transmutasyon kullanımı (NTD), alüminyum- ⁇ (AlSiC) temel olarak, bakırın termal genişlemesini sağlayan, bazı stresleri azaltan ve sürekli şarj edici bir şekilde sunulan alüminyum- ⁇ (AlSiC) temelleri içeren standart iyileştirmeler içerir.

Yenilikçi Soğutma Teknikleri

Uzaylı inverterler GTO ısı dağılımını yönetmek için bir dizi soğutma çözümü geliştirdiler.Ücretsiz ısı boruları[Döneticileri) doğrudan 0.1-0.2 K /W.ETHFLT:2)Phase değişimi malzemeleri (PCMs)[Dörtücük ısı borular için kullanılan yüksek ısı pompasına kıyasla ısıtılabilir.

Materyaller: Silikonillo (SiC) ve Gallium Nide

Uzaylı güç elektronikinde en dönüştürücü gelişme, yüksek çözünürlükte olan silikonun yüksek çözünürlükte olduğu ortaya çıkmaktadır (SiC GTO-like cihazlar, genellikle SiC Gate-Control Thyristors (GCT) olarak adlandırılan 10 °C'ye kadar, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir alandır.

Dijital kapı Drive ve Kontrol

Modern GTO kapı sürücüleri dijital sinyal işleme (DSP) ve alan tarafından programlanabilir kapı dizilerini (FPGAs) tam olarak kontrol etmek için kapalı gecikmeler, güvenilir bir değerlendirme sağlamak için otomatik olarak geri dönüş kayıplarına yol açıyor. Güvenilir bir kapı sistemi GTO'nun anode gerilim ve mevcut amplifikasyon ve geçiş kontrol sistemi (GPD)

Sistem-Level Redplacecy ve Fault

Uzun vadeli görevlerin güvenilir gereksinimleriyle karşılaştırıldığında, uzay aracı güç sistemleri tek nokta hatalarına tahammül eden konfigürasyonlarda birden fazla GTO kullanır.En yaygın topoloji, 3faz gerilim kaynağı dönüştürücüyü zorlandır, her bir pozisyon iki GTO'yu seride kullanır (üresel olarak), tam bir soğuk geçiş için paralel olarak kullanılabilir.

Future Outlook ve Gelişen Trendler

Uzayda elektrik şarj cihazı, özellikle SiC incarnasyonlarında (Dönetici) ve daha yüksek güç modüllerini tamamen tamamen tamamen sildirmek için merkezi olacaktır.GTO'lar, kapı sürücüleri ve uzaydaki endüstriyel işlem.GTO'lar, özellikle de uzaydaki yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılabilir.