[發明專利]一種脈寬調制器單粒子效應時間敏感特性分析方法

有效

• 申請號: 201610221120.3
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105759198B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 趙雯;郭曉強;陳偉;郭紅霞;丁李利;陳榮梅;王園明
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01R31/308
• 分類號: G01R31/308
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊亞婷

本發明涉及一種脈寬調制器單粒子效應時間敏感特性分析方法，方法包括：對樣品的各功能模塊進行激光脈沖的遍歷式掃描并得到各功能模塊的單粒子效應失效模式和單粒子效應敏感參數以及選取各功能模塊的典型入射位置、使激光脈沖以一定的入射周期入射各功能模塊的典型入射位置來分析獲得各功能模塊的單粒子效應時間敏感性信息、獲取脈寬調制器的單粒子效應時間敏感特性等步驟。本發明方法在脈寬調制器功能模塊劃分的基礎上，結合激光脈沖的可控掃描和各功能模塊單粒子效應敏感參數提取來實現脈寬調制器單粒子效應時間敏感特性分析，方法新穎，是重離子單粒子效應地面模擬試驗的重要補充，為較復雜數模混合電路的單粒子效應時間敏感特性研究提供支撐。

技術領域

本發明涉及一種脈寬調制器單粒子效應時間敏感特性分析方法，屬于空間輻射效應及加固技術領域。

背景技術

宇宙空間中存在大量高能粒子，高能粒子穿透航天器屏蔽層進入到內部電子學系統并與系統中的半導體器件發生相互作用產生電子-空穴對，電子-空穴對被系統中的敏感電路節點收集后導致系統功能受損，影響航天器的在軌可靠運行。這種效應是單個粒子作用的結果，因此稱為單粒子效應(SEE)。

脈寬調制器(PWM)主要用于航天器中的開關式電源供電系統，單粒子效應可能會引起脈寬調制器相關電參數(如基準電壓、占空比、頻率、相位等)的改變，導致電源模塊輸出電壓出現過壓、欠壓、紋波增大等現象，造成航天器電子系統發生故障。因此，開展脈寬調制器單粒子效應特性研究對于航天器的相關器件選型及加固設計具有重要現實意義。

國內外對脈寬調制器單粒子效應特性的前期研究大多采用重離子地面模擬試驗獲取器件的單粒子效應截面數據，如文獻“Single event effects in pulse widthmodulation controllers,IEEE Trans.Nucl.Sci.,vol.43,no.6,pp.2968-2973,Dec.1996.”，文獻“The SEU in pulse width modulation controller with soft startand shutdown circuits,in Proc.IEEE Radiation Efects Data Workshop,1997,pp.73-79.”，文獻“Single event effects testing of the Linfinity SG1525A pulse widthmodulator controller,in Proc.IEEE Radiation Efects Data Workshop,2003,pp.133-140.”和文獻“Total Dose and single event testing of a hardened single-endedcurrent mode PWM controller,in Proc.IEEE Radiation Efects Data Workshop,2010,pp.6-12.”，這是一種比較普遍的評估器件整體抗單粒子性能的方法，但難以為器件加固提供直接的細節信息；也有部分研究者采用激光微束單粒子效應模擬實驗開展脈寬調制器的單粒子效應空間敏感特性研究，獲取器件單粒子效應的最敏感位置，提示設計者針對最敏感位置進行加固，如文獻“Single-Event Effects Analysis of a Pulse WidthModulator IC in a DC/DC Converter,Springer Journal of Electronic Testing:Theory and Applications,vol.28,no.6,pp.877-883,Dec.2012.”。與空間敏感特性研究起著同樣重要作用的還有時間敏感特性研究，其典型應用是獲取器件單粒子效應敏感性隨時間參數(如頻率、占空比、敏感窗口等)的變化規律，進而為加固設計提供建議。由于脈寬調制器的結構較為復雜，功能模塊較多，對于脈寬調制器單粒子效應時間敏感特性的研究未見報道。綜上所述，建立脈寬調制器單粒子效應時間敏感特性的分析方法具有重要價值。

發明內容