《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國首款高壓抗輻射碳化硅功率器件研制成功

通過太空驗證
2025-01-22
來源:中國新聞網(wǎng)

1 月 22 日消息,功率器件是實現(xiàn)電能變換和控制的核心,被譽為電力電子系統(tǒng)的心臟,是最為基礎(chǔ)、最為廣泛應(yīng)用的器件之一。

中國科學(xué)院微電子研究所昨日宣布,該院劉新宇、湯益丹團隊和中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心劉彥民團隊等開展合作,共同研制出首款國產(chǎn)高壓抗輻射碳化硅 (SiC) 功率器件及其電源系統(tǒng),已搭乘天舟八號貨運飛船并成功通過太空第一階段驗證并實現(xiàn)其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用。

相對于硅(Si)基功率器件,碳化硅等第三代半導(dǎo)體材料具備禁帶寬度大、擊穿場強高、飽和電子速度快等優(yōu)勢,可大幅提高空間電源的傳輸功率和能源轉(zhuǎn)換效率,簡化散熱設(shè)備,降低發(fā)射成本或增加裝載容量,功率-體積比提高近 5 倍,滿足空間電源系統(tǒng)高能效、小型化和輕量化需求。

中國科學(xué)院表示,本次搭載的 SiC 載荷系統(tǒng)主要任務(wù)為國產(chǎn)自研高壓抗輻射 SiC 功率器件(IT之家注:SiC 二極管和 SiC MOSFET 器件)的空間驗證及其在航天電源中的應(yīng)用驗證、SiC 功率器件綜合輻射效應(yīng)等科學(xué)研究,有望逐步提升航天數(shù)字電源功率,支撐未來單電源模塊達到千瓦級。

通過一個多月的在軌加電試驗,SiC 載荷測試數(shù)據(jù)正常,高壓 400V SiC 功率器件在軌試驗與應(yīng)用驗證完成,在電源系統(tǒng)中靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)符合預(yù)期。

本次搭載第一階段任務(wù)完成,實現(xiàn)了首款國產(chǎn)高壓 400V 抗輻射 SiC 功率器件空間環(huán)境適應(yīng)性驗證及其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用驗證,標志著在以“克”為計量的空間載荷需求下,SiC 功率器件將成為大幅提升空間電源效率的優(yōu)選方案,牽引空間電源系統(tǒng)的升級換代。


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