【摘 要】
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作为航天电子设备辐射易损单元之一,DC／DC转换器的可靠性尤其是抗辐射性能备受关注。在目前航天及军用电子系统的电子元器件趋向于选择市售商业成品(COTS)的趋势下,国外研究人
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作为航天电子设备辐射易损单元之一,DC／DC转换器的可靠性尤其是抗辐射性能备受关注。在目前航天及军用电子系统的电子元器件趋向于选择市售商业成品(COTS)的趋势下,国外研究人员提出了故障预测和健康管理(PHM)的可靠性新方法,在COTS电路中加入状态监测模块,实时掌控其工作状态,预报失效,既免除了器件加固的成本,也有效降低了采用市售器件的风险。
本文通过研究辐射环境下DC／DC转换器辐射效应及其失效机理,确定了DC／DC转换器实现辐射失效预报需监测的主要失效模式。通过建立DC／DC转换器整体性能参量退化与内部易损单元参量退化之间的定量关系,确定了各失效模式对应失效先兆参量及其失效阈值。最后以实验用DC／DC转换器为例设计了可提前预警的DC／DC转换器辐射失效预报单元。
本文完成的主要工作及相关结论主要有:
1.设计并完成了确定DC／DC转换器主要失效模式的辐照实验,通过对器件测试实验结果的分析,确定了DC／DC转换器辐射失效预报需要监测的主要失效模式,即输出电压漂移、转换效率降低和输出电压纹波增大。
2.通过建立DC／DC转换器整体性能参量退化与其内部易损单元参量退化之间的定量关系,确定三种失效模式对应的失效先兆参量,在此基础上可采用失效先兆监测法实现对DC／DC转换器的PHM预报。
3.提出了器件失效模式对应先兆参量的失效阈值的确定方法。以实验用DC／DC转换器为例,用所提方法确定了其主要失效模式对应的先兆参量阈值。
4.以实验用DC／DC转换器为例探讨设计了可实现提前预警的DC／DC转换器辐射失效预报单元,提出了预报单元设计的原理和思路。
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