GaN FET resistenti alle radiazioni in package plastico per applicazioni spaziali “Smallsat”

I dispositivi resistenti alla radiazioni ISL71043M e ISL71040M forniscono una soluzione ottimizzata nel costo e nelle dimensioni per la realizzazione di stadi di alimentazione da utilizzare all’interno di satelliti “smallsat” impiegati nelle mega-costellazioni in orbita bassa.

Renesas Electronics, uno dei principali fornitori di soluzioni avanzate basate su dispositivi a semiconduttori, annuncia i primi controllori PWM e driver per FET GaN resistenti alle radiazioni in package plastico pensati per realizzare i convertitori DC/DC presenti nei satelliti miniaturizzati (smallsat) ed i velivoli di lancio. Il dispositivo  ISL71043M è un controllore PWM con schema di controllo “current mode” ed uscita single-ended che può essere accoppiato con il driver per FET GaN ISL71040M per realizzare un alimentatore flyback isolato, uno stadio di potenza a mezzo ponte o un driver per controllo motore da utilizzare all’interno di satelliti e vettori. Le nuove aziende private che operano nel settore spaziale hanno iniziato a lanciare i satelliti denominati “smallsat” al fine di formare grandi costellazioni operanti su orbite basse (Low Earth Orbit, LEO). Queste nuove mega-costellazioni sono ad esempio in grado di fornire una connessione ad Internet a livello globale, delle immagini ad alta risoluzione delle aree marine e terrestri ed il tracciamento delle merci.

Il controllore PWM ISL71043M fornisce alte prestazioni in un package plastico SOIC di dimensioni 4mm x 5mm che, rispetto ai classici package ceramici della concorrenza, riduce l’area occupata di circa 3 volte. Grazie al ridotto consumo di corrente pari a 5,5mA (max), con il ISL71043 si riducono le perdite ed in combinazione con la frequenza di commutazione impostabile fino ad 1MHz è possibile avere una soluzione che massimizza l’efficienza o minimizza lo spazio occupato dai componenti passivi al contorno. Gli ISL71043M e ISL71040M sono caratterizzati e testati ad una dose di radiazioni (Total Ionizing Doze, TID) fino a 30krads(Si) e contro gli “Effetti da Singolo Evento” (Single Event Effects, SEE) con una “Linear Energy Transfer” (LET) di 43MeV•cm2/mg. Entrambi i dispositivi lavorano nel range esteso di temperatura da -55°C a +125°C.

Il driver ISL71040M è l’ideale per pilotare in sicurezza i FET GaN resistenti alle radiazioni di Renesas all’interno di alimentatori isolati o stadi di alimentazione boost. Il chip ISL71040M opera con una tensione di alimentazione da 4,5V a 13,2V, genera una tensione di gate (VDRV) di 4,5V ed include gli ingressi invertente e non-invertente. Grazie alle uscite indipendenti è possibile tarare indipendentemente la velocità di accensione e spegnimento e l’alta corrente di uscita (sink e source) permette di operare a frequenze molto elevate. Il ISL71040M assicura un pilotaggio di FET GaN affidabile e robusto in quanto la tensione di pilotaggio del gate ha una accuratezza del +3/-5% in tutto il range di temperatura ed anche in presenza di radiazioni. Il dispositivo include anche un circuito di protezione contro i segnali flottanti in modo da eliminare commutazioni non desiderate.

Renesas ha anche diffuso un video su questi nuovi prodotti:

Philip Chesley, Vice Presidente della Divisione “Industrial Analog and Power” di Renesas Electronics Corporation sottolinea che “gli ISL71043M e ISL71040M, accoppiati con i nostri FET GaN e con i nostri isolatori digitali forniscono ai clienti una soluzione per creare stadi di alimentazione ottimizzati nei costi e nello spazio occupato, da utilizzare nelle costellazioni di smallsat. Il processo di realizzazione di Renesas del package plastico tollerante alle radiazioni unito alla nostra tecnologia all’avanguardia fornisce ai migliori costi la resistenza alle radiazioni che i nuovi clienti richiedono per i profili di missione di 5 anni dei satelliti impiegati nelle orbite basse.

Principali caratteristiche del controllore PWM ISL71043M:

  • Tensione operativa da 9V a 13,2V
  • Corrente operativa di 5,5mA (max)
  • Accuratezza della soglia di limitazione della corrente pari a ±3%
  • MOSFET driver integrato con capacità di corrente di 1 ampere
    – Tempo di salita e discesa di 35ns con una capacità in uscita di 1nF
  • Amplificatore interno con banda di 1.5MHz

Principali caratteristiche del Low Side GaN FET Driver ISL71040M:

  • Tensione operativa da 4,5V a 13,2V
  • Tensione di pilotaggio del gate di 4,5V regolata internamente
  • Uscite di sink e source indipendenti per regolare il tempo di accessione e spegnimento del FET GaN
  • Alta corrente di uscita 3A in sink e 2,8A in source
    – Tempo di salita di 4,3ns e tempo di discesa di 3,7ns con una capacità in uscita di 1nF
  • Undervoltage lockout interno (UVLO) sulla tensione del gate driver

Il controllore PWM ISL71043M PWM ed il driver per FET GaN ISL71040M possono essere combinati con il FET GaN ISL73024SEH da 200V o con il FET GaN ISL73023SEH da 100V e con l’isolatore digitale con ingressi passivi ISL71610M al fine di realizzare stadi alimentazione con differenti configurazioni e topologie.

Il controllore PWM resistente alle radiazioni ISL71043M è già disponibile in package SOIC-8 con dimensioni 4mm x 5mm mentre il gate driver low-side resistente alle radiazioni ISL71040M è disponibile in package TDFN ad 8 pin con dimensioni 4mm x 4mm.

www.renesas.com

 

 

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