Controlador GaN endurecido frente a la radiación para sistemas de alimentación espacial

Los sistemas de alimentación de los satélites requieren cada vez más componentes endurecidos frente a la radiación capaces de ofrecer una conversión de energía de alta eficiencia en condiciones ambientales extremas. Infineon Technologies ha presentado el RIC70115, un controlador para transistores HEMT de nitruro de galio (GaN) endurecido frente a la radiación, diseñado para satélites y otras aplicaciones espaciales de alta fiabilidad. El dispositivo es compatible tanto con dispositivos de potencia de silicio (Si) como con dispositivos GaN en configuraciones de lado alto (high-side) y lado bajo (low-side).

Controlador de puerta integrado para electrónica de potencia GaN en aplicaciones espaciales
El RIC70115 está diseñado para arquitecturas de conversión de energía utilizadas en satélites y otros sistemas espaciales, donde la larga vida útil, la resistencia a la radiación y la eficiencia de conmutación son factores esenciales. Al admitir tanto MOSFET de silicio como HEMT de GaN, el controlador permite a los diseñadores adoptar arquitecturas de potencia basadas en GaN manteniendo la compatibilidad con diseños existentes.

El controlador incorpora una abrazadera Miller independiente que suprime el encendido parásito durante la conmutación de alta velocidad, reduciendo las pérdidas de conmutación sin comprometer el rendimiento. Además, una etapa lógica Truly Differential Input (TDI) mejora la inmunidad frente al ruido de modo común, las interferencias electromagnéticas (EMI) y las interferencias de radiofrecuencia (RFI), desafíos habituales en los buses de alimentación de los satélites.

La integración de la fuente de alimentación reduce los componentes externos
Un regulador integrado de baja caída de tensión (LDO) genera una tensión regulada de accionamiento de puerta de 4,8 V a partir de una alimentación de 5 V o 12 V, admitiendo un rango de tensión de entrada de 4,75 V a 15 V. La integración del regulador de tensión y de las funciones de protección reduce el número de componentes externos necesarios, simplifica el diseño del circuito y puede mejorar la fiabilidad a largo plazo en aplicaciones de conversión de energía con elevados ciclos de conmutación.

Cualificación frente a la radiación para aplicaciones satelitales
El RIC70115 cumple la norma MIL-PRF-38535 y funciona en un rango ampliado de temperatura de -55 °C a 125 °C. El dispositivo está cualificado para una dosis total de radiación ionizante (TID) de hasta 100 krad (Si) y ha sido caracterizado para efectos de evento único (SEE) con una transferencia lineal de energía (LET) de hasta 81,9 MeV·cm²/mg. Estas especificaciones están orientadas a los entornos de radiación presentes en misiones en órbita terrestre baja (LEO), así como en aplicaciones espaciales más exigentes.

Infineon también ha presentado la placa de evaluación RIC70115EVAL1 para facilitar el desarrollo y la validación de diseños de electrónica de potencia destinados a sistemas espaciales.

Contexto adicional: Especificaciones técnicas y comparación competitiva no incluidas en el anuncio original del producto
Los controladores de puerta endurecidos frente a la radiación constituyen un segmento altamente especializado del mercado de la electrónica espacial, donde las normas de cualificación y el rendimiento frente a la radiación son criterios clave de selección. En comparación con los controladores de puerta GaN convencionales para aplicaciones industriales, el RIC70115 combina cualificación frente a la radiación, regulación integrada de la tensión de accionamiento de puerta y compatibilidad con dispositivos de conmutación de silicio y GaN en un único componente cualificado para aplicaciones espaciales.

Existen soluciones comparables ofrecidas por fabricantes como Renesas (anteriormente Intersil), Texas Instruments y Microchip para aplicaciones de control de puerta tolerantes a la radiación. No obstante, las prestaciones, los niveles de resistencia a la radiación y el grado de integración varían según los requisitos de cada misión. La cualificación conforme a la norma MIL-PRF-38535, la resistencia a una TID de 100 krad (Si), la caracterización SEE hasta 81,9 MeV·cm²/mg LET y la integración de la abrazadera Miller y del regulador LDO posicionan al RIC70115 como una solución para sistemas de conversión de energía en vehículos espaciales que requieren una reducción de componentes externos y un funcionamiento cualificado en entornos de radiación.

Editado por Sucithra Mani, editora de Induportals; adaptado con ayuda de IA.

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