Renesas:strahlungstoleranter PWM-Controller in Kunststoffgehäuse und GaN-FET-Treiber für Smallsats

Renesas Electronics kündigte den ersten kunststoffgekapselten, strahlungstoleranten PWM-Controller und Gallium-Nitrid-FET-Treiber der Raumfahrtindustrie für DC/DC-Stromversorgungen in Kleinsatelliten (Smallsats) und Trägerraketen an. Der Single-Ended-Current-Mode-PWM-Controller ISL71043M und der Low-Side-GaN-FET-Treiber ISL71040M sind ideal für isolierte Flyback- und Halbbrücken-Leistungsstufen sowie Motorsteuerungs-Treiberschaltungen in Satellitenbussen und Nutzlasten. Private „neue Weltraum“-Unternehmen haben damit begonnen, kleine Satelliten zu starten, um große Konstellationen zu bilden, die in mehreren Ebenen der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) operieren. Smallsat-Megakonstellationen bieten globale Breitband-Internetverbindungen sowie hochauflösende Erdbeobachtungsbilder für die Verfolgung von See-, Luft- und Landressourcen.

Der PWM-Controller ISL71043M bietet eine schnelle Signalausbreitung und Ausgangsumschaltung in einem kleinen 4 mm x 5 mm großen SOIC-Kunststoffgehäuse, wodurch die PCB-Fläche im Vergleich zu Keramikgehäusen der Konkurrenz bis zu dreimal reduziert wird. Darüber hinaus reduziert der maximale Versorgungsstrom von 5,5 mA des ISL71043 die Verlustleistung um mehr als das Dreifache, und seine einstellbare Betriebsfrequenz – bis zu 1 MHz – ermöglicht eine höhere Effizienz und die Verwendung kleinerer passiver Filterkomponenten. Die ISL71043M und ISL71040M werden bei einer Gesamtionisationsdosis (TID) von bis zu 30 krad (Si) und auf Einzelereigniseffekte (SEE) bei einem linearen Energietransfer (LET) von 43 MeV·cm2/mg auf Charakterisierung getestet. Beide Geräte arbeiten über einen erweiterten Temperaturbereich von -55 bis +125°C.

Der Low-Side-GaN-FET-Treiber ISL71040M treibt die hochfesten GaN-FETs von Renesas in isolierten Topologien und Boost-Konfigurationen sicher an. Der ISL71040M arbeitet mit einer Versorgungsspannung zwischen 4,5 V und 13,2 V, einer Gate-Ansteuerspannung (VDRV) von 4,5 V und umfasst sowohl invertierende als auch nicht invertierende Eingänge. Die geteilten Ausgänge des Geräts passen die Ein- und Ausschaltgeschwindigkeiten an, und seine Hochstromquellen- und -senkenfähigkeit ermöglicht einen Hochfrequenzbetrieb. Der ISL71040M gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb bei der Ansteuerung von GaN-FETs, indem er die Gate-Treiberspannung präzise auf +3/-5% über Temperatur und Strahlung steuert. Es enthält auch eine erdfreie Schutzschaltung, um unbeabsichtigtes Schalten zu verhindern.