طراحی و ساخت مبدل الکتریکی فرکانس بالا با ایزولاسیون مغناطیسی جهت استفاده در کاربردهای فضایی

مشکلات استفاده از قطعات الکترونیکی در فضا مانند ارتعاشات، تغییرات دمایی گسترده، اثرات پلاسما و خلاء، میتواند باعث عملکرد نامناسب و یا حتی خرابی کامل بخش الکترونیک سیستم شود. در این مقاله به بررسی ملاحظات طراحی مبدل الکتریکی با کاربری فضایی و بهخصوصایزولاسیون مغناطیسی پرداخته شده است. در این مقاله سعی شده استکه با انتخاب توپولوژی مناسب و افزایش فرکانس کلیدزنی تا 500 کیلوهرتز و استفاده از ایزولاسیون مغناطیسی با فرکانس نمونهبرداری بالا، علاوه بر تامین توان مورد نیاز، قابلیت اطمینان مبدل، افزایش و در عینحال حجم و وزن آن نیز کاهش یابد. با توجه به انتخاب فرکانس بالا برایانتقال توان، در طراحی و پیادهسازی بخش قدرت، ملاحظات طراحی برد مدار چاپی مناسب، انتخاب و جایگذاری مناسب قطعات و همچین کاهش اثرات برخی پدیدههای فیزیکی در المانهای مغناطیسی، از جمله پدیدهپوستی و مجاورت مورد توجه بوده است. جنس هسته و نوع و هندسههادی عناصر مغناطیسی بهگونهای انتخاب شده تا تلفات هسته و اهمی در فرکانس بالا حداقل باشد. انتخاب المانهای اساسی مدار به نحوی انجام شده که دارای معادل فضایی با قابلیت مقاومت در برابر تشعشعات یونیزهکننده باشند و برای یک کاربرد فضایی واقعی، نیازی به هیچگونه اصلاحاساسی در طراحی نباشد. در مدار نمونهبرداری از خروجی و تصحیح خطا، از ایزولاسیون مغناطیسی بهصورت مجتمع با حداقل قطعات جانبی و قابلیت اطمینان بالا استفاده شده است. در نهایت بهکمک نتایجشبیهسازی، عملکرد مبدل الکتریکی تحلیل و برخی از نتایج و شکل موجهای واقعی نمونهی مهندسی تحت توسعه و تصویر حرارتی مبدل در حداکثر بار، نمایش داده شده است.