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一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法

文檔序號:5835972閱讀:305來源:國知局
專利名稱:一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法,屬于空間測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
大功率部件是衛(wèi)星內(nèi)部電源系統(tǒng)中具有較大輸入輸出功率的電氣部件,如衛(wèi)星太陽電池陣驅(qū)動機(jī)構(gòu)(SADA)、衛(wèi)星電源、太陽電池陣列。對于衛(wèi)星中使用的各類高壓大功率部件,需要進(jìn)行深層充電效應(yīng)評價(jià)地面模擬試驗(yàn)。所謂深層充電效應(yīng),主要是由地球外輻射帶(3_7Re)的高能電子引起的,是導(dǎo)致中、高軌道(ME0和GE0)衛(wèi)星故障和異常的主要原因。這些高能電子的能量主要位于0.1-1OMeV范圍內(nèi),具有很強(qiáng)的穿透能力,可以穿透衛(wèi)星表層進(jìn)入衛(wèi)星構(gòu)件的電介質(zhì)中,從而產(chǎn)生充電效應(yīng)。深層充電通常發(fā)生在電子系統(tǒng)的周圍,從而對衛(wèi)星系統(tǒng)的工作的危害更直接。隨著衛(wèi)星高壓大功率部件中大量新材料的使用,衛(wèi)星深層充電防護(hù)技術(shù)成為發(fā)展長壽命衛(wèi)星必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此開展衛(wèi)星深層充電防護(hù)技術(shù)研究,在地面進(jìn)行模擬試驗(yàn),對于衛(wèi)星帶電防護(hù)有著重要的意義。而目前在大功率部件地面充放電特性模擬試驗(yàn)方面尚處于起步階段,沒有相應(yīng)的合理有效的系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法,能夠模擬高壓大功率部件充放電性能的空間環(huán)境,獲得大功率部件材料的表面電位和放電情況。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括電子加速器、真空抽氣組、真空靶室、測試室,以及位于真空靶室和測試室之間的電流環(huán);在真空靶室內(nèi)設(shè)有樣品臺、絕緣支架、非接觸式電位計(jì)探頭、法拉第杯;在測試室內(nèi)設(shè)有電子加速器控制系統(tǒng)、非接觸式電位計(jì)、束流監(jiān)測儀、示波器、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、電子負(fù)載、真空計(jì);其相對位置和連接關(guān)系如下電子加速器位于真空靶室上方;在真空靶室內(nèi)部,樣品臺固定在真空靶室底面上,在樣品臺上安裝絕緣支架,在絕緣支架上放置大功率部件樣品;非接觸式電位計(jì)探頭的尖端位于大功率部件樣品待測點(diǎn)正上方,與樣品接近但不接觸;法拉第杯位于電子加速器的輻射范圍內(nèi),其接收面與電子加速器正對;真空抽氣組與真空靶室連接;電子加速器控制系統(tǒng)與電子加速器連接;非接觸式電位計(jì)與非接觸式電位計(jì)探頭連接;束流監(jiān)測儀與法拉第杯連接;導(dǎo)線一端與大功率部件樣品連接,另一端通過電流環(huán)的中心孔與電子負(fù)載連接;示波器與電流環(huán)連接;驅(qū)動機(jī)構(gòu)與大功率部件樣品連接;真空計(jì)與真空靶室連接;優(yōu)選所述示波器的帶寬為200MHz以上。
優(yōu)選在大功率部件樣品的周圍,設(shè)有一圈厚度為2. 5mm以上的鉛皮進(jìn)行防護(hù);其中,電子加速器的作用為,產(chǎn)生高能電子束,模擬空間環(huán)境,對大功率部件樣品進(jìn)行轟擊;非接觸式電位計(jì)與 非接觸式電位計(jì)探頭的作用為,對大功率部件樣品表面的電位進(jìn)行監(jiān)測;束流監(jiān)測儀與法拉第杯的作用為,測量電子加速器產(chǎn)生的束流密度,使電子加速器控制系統(tǒng)對電子加速器進(jìn)行控制,模擬空間環(huán)境;驅(qū)動機(jī)構(gòu)和電子負(fù)載的作用為,使大功率部件樣品能夠正常工作;電流環(huán)和示波器的作用為,通過電流環(huán)測定樣品的放電情況,并在示波器中進(jìn)行顯不。一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法,所述方法步驟如下步驟一、根據(jù)Weber公式(1),確定電子加速器提供的入射電子的能量及電子束流密度;
權(quán)利要求
1.一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于所述系統(tǒng)包括電子加速器(I)、真空抽氣組(10)、真空靶室(2)、測試室(17),以及位于真空靶室(2)和測試室 (17 )之間的電流環(huán)(13 );在真空靶室(2 )內(nèi)設(shè)有樣品臺(14 )、絕緣支架(16 )、非接觸式電位計(jì)探頭(11)、法拉第杯(12);在測試室(17)內(nèi)設(shè)有電子加速器控制系統(tǒng)(3)、非接觸式電位計(jì)(4)、束流監(jiān)測儀(5)、示波器(6)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)、電子負(fù)載(8)、真空計(jì)(9);其相對位置和連接關(guān)系如下電子加速器(I)位于真空靶室(2)上方;在真空靶室(2)內(nèi)部,樣品臺(14)固定在真空靶室(2)底面上,在樣品臺(14)上安裝絕緣支架(16),在絕緣支架(16)上放置大功率部件樣品(15),非接觸式電位計(jì)探頭(11)的尖端位于大功率部件樣品(15待測點(diǎn)正上方,與樣品(15接近但不接觸;法拉第杯(12位于電子加速器(I)的輻射范圍內(nèi),其接收面與電子加速器(I)正對;真空抽氣組(10 )與真空靶室(2)連接;電子加速器控制系統(tǒng)(3)與電子加速器(I)連接;非接觸式電位計(jì)(4)與非接觸式電位計(jì)探頭(11)連接;束流監(jiān)測儀(5)與法拉第杯(12)連接;導(dǎo)線一端與大功率部件樣品(15) 連接,另一端通過電流環(huán)(13)的中心孔與電子負(fù)載(8)連接;示波器(6)與電流環(huán)(13)連接;驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)與大功率部件樣品(15)連接;真空計(jì)(9)與真空靶室(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于所述示波器(6)的帶寬為200MHz以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于在大功率部件樣品(15)的周圍,設(shè)有一圈厚度為2. 5mm以上的鉛皮進(jìn)行防護(hù)。
4.一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法,所述方法使用如權(quán)利要求I 所述系統(tǒng),其特征在于所述方法步驟如下步驟一、根據(jù)如下所示的Weber公式,確定電子加速器提供的入射電子的能量及電子束流密度;
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率部件內(nèi)部充放電特性模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及方法,屬于空間測試技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括電子加速器、真空抽氣組、真空靶室、測試室,以及位于真空靶室和測試室之間的電流環(huán);在真空靶室內(nèi)設(shè)有樣品臺、絕緣支架、非接觸式電位計(jì)探頭、法拉第杯;在測試室內(nèi)設(shè)有電子加速器控制系統(tǒng)、非接觸式電位計(jì)、束流監(jiān)測儀、示波器、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、電子負(fù)載、真空計(jì)。通過所述系統(tǒng)用高能電子注入大功率部件樣品,打開示波器監(jiān)控樣品內(nèi)部的放電信號,并通過非接觸式電位計(jì)測試樣品表面的電位。所述方法采用感應(yīng)的方法測量介質(zhì)充電電位,不會影響材料充放電效應(yīng)。
文檔編號G01R31/00GK102981074SQ201210472800
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者柳青, 李得天, 陳益峰, 秦曉剛, 湯道坦, 王俊, 史亮, 孔風(fēng)連 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所
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