Driver GaN resistente alle radiazioni per sistemi di alimentazione spaziali

I sistemi di alimentazione dei satelliti richiedono sempre più componenti resistenti alle radiazioni in grado di garantire un'elevata efficienza nella conversione dell'energia in condizioni ambientali estreme. Infineon Technologies ha presentato il RIC70115, un driver per transistor HEMT al nitruro di gallio (GaN) resistente alle radiazioni, progettato per satelliti e altre applicazioni spaziali ad alta affidabilità. Il dispositivo supporta sia dispositivi di potenza al silicio (Si) sia dispositivi GaN in configurazioni high-side e low-side.

Driver di gate integrato per l'elettronica di potenza GaN nelle applicazioni spaziali
Il RIC70115 è progettato per architetture di conversione dell'energia impiegate nei satelliti e in altri sistemi spaziali, dove lunga durata operativa, resistenza alle radiazioni ed elevata efficienza di commutazione rappresentano requisiti fondamentali. Grazie al supporto di MOSFET al silicio e HEMT GaN, il driver consente ai progettisti di adottare architetture di potenza basate su GaN mantenendo la compatibilità con i progetti esistenti.

Il driver integra un circuito Miller Clamp indipendente che sopprime le accensioni indesiderate causate da effetti parassiti durante le commutazioni ad alta velocità, riducendo le perdite di commutazione senza compromettere le prestazioni. Inoltre, uno stadio logico Truly Differential Input (TDI) migliora l'immunità ai disturbi di modo comune, alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e alle interferenze a radiofrequenza (RFI), problematiche comuni nei bus di alimentazione dei satelliti.

L'integrazione dell'alimentazione riduce i componenti esterni
Un regolatore integrato a bassa caduta di tensione (LDO) genera una tensione di pilotaggio del gate regolata di 4,8 V a partire da un'alimentazione di 5 V o 12 V, supportando un intervallo di tensione d'ingresso compreso tra 4,75 V e 15 V. L'integrazione del regolatore di tensione e delle funzioni di protezione riduce il numero di componenti esterni necessari, semplifica la progettazione del circuito e può migliorare l'affidabilità a lungo termine nelle applicazioni di conversione dell'energia caratterizzate da elevati cicli di commutazione.

Qualificazione per applicazioni satellitari resistenti alle radiazioni
Il RIC70115 è conforme allo standard MIL-PRF-38535 e opera in un intervallo di temperatura esteso da -55 °C a 125 °C. Il dispositivo è qualificato per una Total Ionizing Dose (TID) fino a 100 krad (Si) ed è stato caratterizzato per gli effetti da evento singolo (Single Event Effects, SEE) fino a un valore di Linear Energy Transfer (LET) pari a 81,9 MeV·cm²/mg. Queste specifiche rispondono ai requisiti degli ambienti radiativi tipici delle missioni in orbita terrestre bassa (LEO) e di applicazioni spaziali ancora più impegnative.

Infineon ha inoltre presentato la scheda di valutazione RIC70115EVAL1 per supportare lo sviluppo e la validazione di sistemi elettronici di potenza destinati ad applicazioni satellitari.

Contesto aggiuntivo: Specifiche tecniche e confronto competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto
I driver di gate resistenti alle radiazioni rappresentano un segmento altamente specializzato del mercato dell'elettronica spaziale, nel quale gli standard di qualificazione e le prestazioni in ambienti radiativi costituiscono criteri fondamentali di selezione. Rispetto ai tradizionali driver di gate GaN per applicazioni industriali, il RIC70115 combina qualificazione per ambienti radiativi, regolazione integrata della tensione di pilotaggio del gate e supporto per dispositivi di commutazione sia al silicio sia al GaN in un unico componente qualificato per applicazioni spaziali.

Soluzioni comparabili sono disponibili presso produttori quali Renesas (precedentemente Intersil), Texas Instruments e Microchip per applicazioni di pilotaggio del gate resistenti alle radiazioni. Tuttavia, funzionalità, livelli di resistenza alle radiazioni e grado di integrazione variano in funzione dei requisiti della missione. Grazie alla conformità allo standard MIL-PRF-38535, alla resistenza fino a 100 krad (Si), alla caratterizzazione SEE fino a 81,9 MeV·cm²/mg LET e all'integrazione del Miller Clamp e del regolatore LDO, il RIC70115 si propone come soluzione per sistemi di conversione dell'energia a bordo di veicoli spaziali che richiedono un numero ridotto di componenti esterni e un funzionamento qualificato in ambienti soggetti a radiazioni.

A cura di Sucithra Mani, redattrice di Induportals – adattato con il supporto dell'IA.

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