在現(xiàn)代多電/全電飛機(jī)(MEA/AEA)架構(gòu)中,SSR正在取代傳統(tǒng)的接觸器和斷路器,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的固態(tài)化、智能化。

 

發(fā)電機(jī)控制單元(GCU:固特為大功率交流發(fā)電機(jī)開發(fā)了基于SSR的智能勵磁控制與輸出斷路器。其毫秒級的動作速度可實(shí)現(xiàn)對電壓的快速調(diào)節(jié)和對短路故障的瞬時(shí)隔離,保障電網(wǎng)穩(wěn)定。

 

 

固態(tài)功率控制器(SSPC:這是SSR在航空配電中的高級形態(tài)。固特SSPC不僅具備傳統(tǒng)SSR的開關(guān)功能,還集成了精確的電流傳感、可編程的過流保護(hù)曲線(如I2t)、負(fù)載健康監(jiān)測以及總線通信(如ARINC 429, AFDX)能力。它能遠(yuǎn)程控制每個(gè)用電設(shè)備的通斷,并實(shí)時(shí)上報(bào)狀態(tài),是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)自動負(fù)載管理和健康預(yù)測的關(guān)鍵。

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電傳飛控系統(tǒng)(Fly-by-Wire:在飛行控制作動器的驅(qū)動電路中,固特高可靠性SSR用于控制電機(jī)繞組電流,其卓越的EMC性能確保不會干擾敏感的飛行控制信號。

 

2. 航天器與衛(wèi)星:能源與姿態(tài)的生命線

 

太陽電池陣順序開關(guān)(S3R)技術(shù):在衛(wèi)星電源系統(tǒng)中,需要對數(shù)十個(gè)太陽電池串進(jìn)行順序?qū)刂?,以調(diào)節(jié)母線電壓并實(shí)現(xiàn)各電池串的均衡利用。固特為此提供專用的高壓、高效SSR陣列,其*高的開關(guān)效率和可靠性,是保障衛(wèi)星在軌長期能源供給的基礎(chǔ)。

 

 

蓄電池組放電調(diào)節(jié)器(BDR:在衛(wèi)星進(jìn)入地影期時(shí),由蓄電池供電。固特SSR用于精確控制蓄電池的放電深度和保護(hù),防止過放,其*低的導(dǎo)通損耗對于有限的星上能源至關(guān)重要。

 

 

姿態(tài)與軌道控制(AOCS:用于控制反作用飛輪、磁力矩器、推力器電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。固特開發(fā)的抗輻射、高精度脈沖調(diào)寬(PWMSSR,能夠精確控制微小推力的累計(jì)沖量,實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星姿態(tài)和軌道的毫米級、毫弧度級精度的調(diào)整。

 

3. 火箭與導(dǎo)彈:瞬間的精確與可靠

 

發(fā)動機(jī)點(diǎn)火與控制:固體火箭發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火序列、液體發(fā)動機(jī)的閥門控制,都需要在*端惡劣的振動和溫度環(huán)境下**可靠地執(zhí)行一次性指令。固特為此類應(yīng)用提供的超高功率脈沖SSR,能夠在毫秒內(nèi)釋放數(shù)千安培的電流,確保點(diǎn)火成功,并采用全密封和防爆設(shè)計(jì)。

 

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彈載電源管理與彈道控制:在導(dǎo)彈有限的體積內(nèi),固特微型化、高密度封裝的SSR,用于管理彈上各分系統(tǒng)的供電時(shí)序,并控制氣動舵機(jī)或矢量噴管,實(shí)現(xiàn)飛行彈道的快速調(diào)整。

 

標(biāo)桿項(xiàng)目:深空探測器的耐久心臟

在某個(gè)舉世矚目的深空探測器任務(wù)中,探測器將飛越數(shù)億公里,探索外太陽系天體,任務(wù)周期超過十年。其上的科學(xué)儀器供電與溫控系統(tǒng),需要一套能夠在無人維護(hù)、*端溫度、強(qiáng)輻射環(huán)境下長期可靠工作的功率開關(guān)解決方案。

固特承擔(dān)了核心功率分配單元(PCDU)中SSR模塊的研制任務(wù),面臨前所未有的挑戰(zhàn):

 

超長壽命:設(shè)計(jì)要求15年零故障運(yùn)行。

 

 

*端溫度:需在-100℃(深空背景)到+80℃(儀器工作)的范圍內(nèi)工作。

 

 

高強(qiáng)度輻射:需要應(yīng)對木星等強(qiáng)輻射帶的影響。

 

 

*低漏電流:科學(xué)儀器信號*其微弱,要求SSR關(guān)斷時(shí)幾乎完全絕緣。

 

固特的解決方案體現(xiàn)了其技術(shù)**:

 

材料體系創(chuàng)新:基板采用高熱導(dǎo)率的氮化鋁(AlN)陶瓷,封裝外殼采用鈦合金,內(nèi)部采用金絲鍵合和高溫共晶焊,所有材料均經(jīng)過低放氣率篩選。

 

 

抗輻射加固設(shè)計(jì):采用特殊的抗輻射芯片工藝,并在電路設(shè)計(jì)上采用三模冗余(TMR)和看門狗定時(shí)器,對單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU)進(jìn)行防護(hù)和自修復(fù)。

 

 

深度可靠性驗(yàn)證:進(jìn)行了累計(jì)超過200萬器件小時(shí)的加速壽命試驗(yàn)、數(shù)千次的熱真空循環(huán)試驗(yàn),以及在地面模擬輻射源下的總劑量和單粒子效應(yīng)試驗(yàn)。

 

 

近乎完美的關(guān)斷特性:通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電路,在200V工作電壓下,關(guān)斷漏電流被控制在pA(皮安)級別。

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該項(xiàng)目取得了圓滿成功,探測器傳回了大量珍貴的科學(xué)數(shù)據(jù)。固特提供的SSR模塊在軌表現(xiàn)完美,被譽(yù)為探測器在深空嚴(yán)寒與輻射中持續(xù)跳動的耐久心臟

未來前沿:迎接空天一體與可重復(fù)使用時(shí)代

隨著太空旅游、星座互聯(lián)網(wǎng)、可重復(fù)使用運(yùn)載器等新業(yè)態(tài)的興起,對SSR提出了成本、性能與可靠性的新平衡需求。

低成本高可靠宇航級SSR:固特正在探索采用商用級(COTS)元器件加固和系統(tǒng)級防護(hù)策略,開發(fā)既能滿足中低軌任務(wù)要求,又能大幅降低成本的解決方案,助力巨型星座的建設(shè)和運(yùn)營。

適用于可重復(fù)使用飛行器的智能SSR:針對火箭一子級回收、太空飛機(jī)等應(yīng)用,SSR需要具備更強(qiáng)大的健康狀態(tài)監(jiān)測與壽命預(yù)測功能。固特研發(fā)的新一代智能SSPC,將集成更豐富的傳感器和自診斷算法,記錄每次飛行的應(yīng)力載荷,為可重復(fù)使用次數(shù)評估提供數(shù)據(jù)支撐。

為月球基地與火星任務(wù)準(zhǔn)備:未來的月球站和火星基地需要構(gòu)建可靠的能源與生命支持系統(tǒng)。固特正在預(yù)研能夠適應(yīng)月球塵埃、火星沙塵環(huán)境,以及在低氣壓甚至火星大氣(主要成分為CO?)環(huán)境下穩(wěn)定工作的特種SSR。

固特電氣深知,航空航天是失之毫厘,謬以千里的領(lǐng)域。公司建立了符合AS9100航空航天質(zhì)量管理體系的完整流程,每一只宇航級SSR都擁有從晶圓到成品的全流程可追溯檔案。固特以對*致的追求和對安全的敬畏,將固態(tài)繼電器的可靠性推向了新的高度,持續(xù)為人類探索蒼穹、拓展生存邊界的偉大夢想,提供著堅(jiān)實(shí)而靜默的基石。