【摘 要】
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按照核电阀门电控系统的设计标准,根据项目要求指标设计了用于核电厂风道阀门的电控系统。为了使该电控系统在强核辐射环境下具有较高的可靠性,通过核辐射对电路的损伤效应和
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按照核电阀门电控系统的设计标准,根据项目要求指标设计了用于核电厂风道阀门的电控系统。为了使该电控系统在强核辐射环境下具有较高的可靠性,通过核辐射对电路的损伤效应和机理进行研究,给出了易损器件抗辐射筛选方案以及电控系统的抗辐射加固措施。首先针对该电控系统中最易失效的电子单元,通过仿真研究了MOS器件在辐照后的总剂量效应,分析了辐照效应对器件可靠性的影响。并在此基础上设计了抗辐照反相器单元,通过ISE-TCAD软件模拟总剂量辐照效应对传统反相器以及抗辐照反相器的影响。仿真结果表明,经过加固设计的反相器单元在经受辐照后有很好的抗辐射效果。之后针对本电控系统在辐射中容易失效的稳压模块7805CT进行更换,换为可靠性更高的DC/DC转换器。并从PWM和VDMOS器件辐射退化和DC/DC转换器整体退化之间的定量关系研究入手,设计出了易损器件抗辐射筛选方案。之后引入PHM可靠性工程理念,设计了转换器的整体预兆单元,通过仿真验证其效果,表明该方案有很强的实用性,可以进一步提高电控系统的可靠性。最后针对核电厂辐射环境对电控系统的影响,对其提出了模块级双系统冷备份容错方案。对一些常见粒子效应故障做了总结,为电控系统的存储单元设计了存储器刷新容错方案。针对无刷直流电动机做了故障分析,并选用双通道无刷直流电动机增强控制可靠性的方案来解决其常见故障问题。设计单粒子锁定防护电路以使电机控制单元中存储单元免受单粒子锁定的干扰,并对常见抗辐射屏蔽材料加以分析,对其外壳内部添加聚乙烯涂层,外部用铅做蒙皮,以达到抗辐射效果。
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