[發明專利]應用于DC-DC轉換器的單粒子瞬態加固電路及方法

在審

• 申請號: 202111043509.0
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113922668A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 郭仲杰;劉楠;盧滬;楊佳樂;許睿明;程新齊
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/157
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 許志蛟

本發明公開了一種應用于DC?DC轉換器的單粒子瞬態加固電路，包括OTA，OTA的正向端依次連接采樣電容C_S、采樣開關S₁，OTA的反向端連接EA的輸出端，OTA的輸出與充放電偏置電流電路連接。本發明公開了采用一種應用于DC?DC轉換器的單粒子瞬態加固電路進行單粒子瞬態加固的方法，本發明解決了DC?DC轉換器電壓環路中EA輸出節點由于ASET影響導致輸出電壓V_OUT紋波電壓增大或輸出電壓V_OUT波動的問題。

技術領域

本發明屬于開關電源抗輻照加固技術領域，涉及一種應用于DC-DC轉換器的單粒子瞬態加固電路，本發明還涉及采用上述加固電路進行瞬態加固的方法。

背景技術

DC-DC轉換器在航天電力系統的電力系統中起著至關重要的作用。DC-DC轉換器通常用于從直流輸入源產生具有高功率效率的穩壓直流輸出電壓，輻照引起的輸出電壓的任何變化都可能影響由轉換器供電的其他電路的運行。

隨著深亞微米工藝的發展，因單粒子瞬態脈沖(SET，Single Event Transient)引起的故障率大大提升。SET引起了人們的高度關注。目前國內在宇航用抗輻照集成電路研究領域主要集中在工藝的抗輻照加固技術和數字集成電路的輻照加固技術，對抗輻照模擬集成電路研究較少。

誤差放大器(EA，ErrorAmplifier)作為DC-DC轉換器電壓環路的核心模塊之一，將反饋電壓V_FB與基準電壓V_REF的差值放大，其輸出作為PWM比較器的反向端輸入信號，如圖1所示。同時，EA為環路提供足夠的增益，保證反饋調節的精度。當重離子或高能電子轟擊EA的輸出節點并引發模擬單粒子瞬態脈沖(ASET，Analog Single Event Transient)時，會導致該節點產生較大的瞬態電壓變化，并且由于頻率補償模塊大電容C_C而導致恢復較慢，導致PWM輸出寬窄脈沖，進而導致占空比D發生改變，導致輸出電壓V_OUT紋波電壓增加或輸出電壓V_OUT出現較大的波動。

傳統版圖級或工藝級加固方案的加固效果在電路級設計時不能提供良好的可靠性評估，對電路設計帶來極大的困擾，目前迫切的需要從電路級引入加固方案對電路的抗輻照能力進行評估。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于DC-DC轉換器的單粒子瞬態加固電路，解決了DC-DC轉換器電壓環路中EA輸出節點由于ASET影響導致輸出電壓V_OUT紋波電壓增大或輸出電壓V_OUT波動的問題。

本發明的目的是還提供一種應用于DC-DC轉換器的單粒子瞬態加固電路的單粒子瞬態加固方法。

本發明所采用的第一種技術方案是，一種應用于DC-DC轉換器的單粒子瞬態加固電路，包括OTA，OTA的正向端依次連接采樣電容C_S、采樣開關S₁，OTA的反向端連接EA的輸出端，OTA的輸出與充放電偏置電流電路連接。

本發明第一種技術方案的特點還在于：

采樣開關S₁一端連接EA的輸出端，采樣開關S₁的另一端連接采樣電容C_S上級板，采樣電容C_S的下級板接地，采樣電容C_S的上級板連接OTA的正向端。

OTA的輸出端經Control模塊連接充放電偏置電流電路。

充放電偏置電流電路包括充電開關管M3、放電開關管M4。

本發明采用的第二種技術方案是，一種應用于DC-DC轉換器的單粒子瞬態加固電路進行單粒子瞬態加固的方法，具體包括如下過程：