GEO卫星表面充放电引起卫星地电位瞬变及对二次电源干扰试验研究
2013-12-21冯伟泉王志浩万成安闫德葵丁义刚
航天器环境工程 2013年1期
关键词:结构
冯伟泉 ,王志浩,万成安,闫德葵,丁义刚
(1.可靠性与环境工程技术重点实验室;2.北京卫星环境工程研究所;3.北京卫星制造厂:北京 100094)
0 引言
地球同步轨道(GEO)卫星的故障分析表明,大部分故障发生在磁层亚暴期间,这说明磁层亚暴是引发GEO 卫星故障的主要环境因素。磁层亚暴充电环境主要是指卫星运行到当地黎明期间遭遇的“热”等离子体环境,即高密度低能电子环境[1]。由于卫星外表面材料的几何形状、介电特性、光照条件等不同,可使卫星相邻外表面之间、表面与深层之间、表面与卫星“地”之间产生电位差。当这个电位差达到一定量值之后,将产生静电放电(ESD)。表面ESD 主要有喷弧(blow off)、串弧(punch through)和飞弧(flash over)3 种放电形式。ESD 可能通过卫星结构接地系统将放电电流直接注入到卫星电子系统之中,或通过辐射干扰对星上电子系统产生影响乃至造成电路故障,进而威胁整星安全。
卫星结构“地”电位是卫星电子仪器工作的参考电位,参考电位的稳定是电子仪器正常工作的必要条件。一般情况下,卫星“地”电容在50~200 pF左右,而大地电容为1 F左右,即卫星的“地”电容相对大地电容来说非常小。因此,表面放电向卫星结构“地”注入的电流将引起卫星“地”电位的较大突变,从而对整个星上电子系统造成干扰,特 别是破坏计算机控制的数字电路系统[2]。因此,卫星“地”电位瞬态变化及其ESD干扰防护方法研究应受到足够重视。
DC/DC 模块电源在航天器二次电源上有广泛应用,它具有体积小、重量轻、效率高等优势,正在逐渐取代传统的线性电源。……
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