2020年1月5日，我國(guó)研制的發(fā)射重量最重、技術(shù)含量最高的高軌衛(wèi)星——實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星，經(jīng)歷七次軌道機(jī)動(dòng)后，在 36000公里高度的地球同步軌道成功定點(diǎn)，這標(biāo)志著東方紅五號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)首飛成功。
據(jù)了解，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星采用東方紅五號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)行研制，載荷承載能力是東方紅四號(hào)平臺(tái)的2.5倍以上，起飛重量由5噸增加到8噸以上，大概相當(dāng)于5輛小轎車。新平臺(tái)有著迄今為止我國(guó)面積最大、展開方式最復(fù)雜的太陽(yáng)翼，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星的雙翼展開就有40多米，比波音737還要寬10多米。東方紅五號(hào)平臺(tái)是我國(guó)新一代地球同步軌道大型衛(wèi)星公用平臺(tái)，具有高承載、大功率、高散熱、長(zhǎng)壽命、可擴(kuò)展、多適應(yīng)等特點(diǎn)，可以滿足未來(lái)近20年的通信、微波遙感和光學(xué)遙感等載荷對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的需求。
截至目前，513所在實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星中負(fù)責(zé)研制的21.6KW電源控制器、綜合電子系統(tǒng)、力學(xué)參數(shù)在軌測(cè)量系統(tǒng)等產(chǎn)品 在軌運(yùn)行良好，圓滿完成既定任務(wù)。與此同時(shí)，513所研制的抗輻照VDMOS器件在衛(wèi)星中也拉開了新篇章，在實(shí)踐二十 號(hào)衛(wèi)星中，相機(jī)溫度控制器和總控單機(jī)設(shè)備裝有513所抗輻照VDMOS器件近百只，根據(jù)目前下傳的遙測(cè)數(shù)據(jù)看，設(shè)備工作良好，器件在設(shè)備中工作正常。
其中，21.6KW電源控制器是當(dāng)前世界在軌衛(wèi)星功率最大電源控制器，是由深圳航天科技創(chuàng)新研究院與513所聯(lián)合成立的航天新源科技有限公司負(fù)責(zé)研制。此次成功發(fā)射標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)化電源控制器的研制步伐從跟跑、齊頭并進(jìn)正式跨入了領(lǐng)跑時(shí)代。如果說“電”是衛(wèi)星的“血液”，那么電源控制器就是整個(gè)衛(wèi)星的“心臟”，向衛(wèi)星各系統(tǒng)提供充足的“ 血液”，確保衛(wèi)星的健康運(yùn)行。此次研制團(tuán)隊(duì)采用新一代分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)替代了以往集中式架構(gòu)設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品劃分為并聯(lián)的多個(gè)功能單元，每個(gè)單元分別連接太陽(yáng)電池陣、蓄電池和衛(wèi)星上的載荷，各單元均具有獨(dú)立的測(cè)量與控制功能 ，提高了產(chǎn)品的可靠性安全性，為衛(wèi)星打造了一顆高品質(zhì)“心臟”。
綜合電子系統(tǒng)作為衛(wèi)星平臺(tái)關(guān)鍵單機(jī)，對(duì)于整星的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。相對(duì)于東三及東四平臺(tái)，東五平臺(tái)主要特點(diǎn)是“高承載、大功率、高散熱、可擴(kuò)展、長(zhǎng)壽命”，而綜合電子系統(tǒng)主要完成衛(wèi)星發(fā)射、定點(diǎn)期間，衛(wèi)星平臺(tái)各 分系統(tǒng)的遙測(cè)參數(shù)采集、遙控指令輸出、一次配電、火工品管理、天線控制、載荷控制、能源控制、溫度控制、相機(jī) 控制以及敏感器接口管理等功能。綜合電子系統(tǒng)經(jīng)常被人稱為衛(wèi)星的“大腦”。多年來(lái)，綜合電子是513所立足及發(fā) 展的核心專業(yè)之一，持續(xù)在通信、導(dǎo)航、遙感、探月工程、載人航天、小衛(wèi)星等領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的儲(chǔ)備，采用先 進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、電裝工藝和綜合測(cè)試技術(shù)，研制開發(fā)了多套綜合電子系統(tǒng)。同時(shí)，513所積極適應(yīng)輕小型化技術(shù)發(fā)展 ，儲(chǔ)備了基于厚膜工藝高集成度的設(shè)計(jì)和制造能力，積累了豐富的工程研制經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)。
力學(xué)參數(shù)在軌測(cè)量系統(tǒng)主要用于衛(wèi)星在軌獲取衛(wèi)星主動(dòng)段、星箭分離、機(jī)構(gòu)解鎖展開等力學(xué)參數(shù)，針對(duì)星箭分離、衛(wèi) 星力學(xué)傳遞特性，測(cè)量星箭在軌力學(xué)參數(shù)，為東五平臺(tái)及后繼型號(hào)提供參考，為優(yōu)化星箭接口提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，解決火 箭運(yùn)載條件變化導(dǎo)致的整星和單機(jī)設(shè)計(jì)難題。通過在軌獲取力學(xué)參數(shù)，為航天器優(yōu)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐，對(duì)于東五平 臺(tái)以及后續(xù)裝備型號(hào)研制具有重要意義。
另外，在實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星中，相機(jī)溫度控制器和總控單機(jī)設(shè)備裝有513所抗輻照VDMOS器件近百只，根據(jù)目前下傳的遙測(cè)數(shù)據(jù)看，設(shè)備工作良好，器件在設(shè)備中工作正常。此次成功應(yīng)用，為513所抗輻照VDMOS器件后續(xù)宇航應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為更好地服務(wù)于我國(guó)宇航型號(hào)自主可控邁出了重要一步。
513所抗輻照VDMOS器件具有開關(guān)速度快、導(dǎo)通電阻低、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、易于并聯(lián)、抗輻照加固等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于開關(guān)調(diào) 制、電壓變換、過壓保護(hù)、浪涌抑制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等，能在工作環(huán)境較惡劣的航天器中工作。此次研制的抗輻照VDMOS 器件在衛(wèi)星中的相機(jī)溫度控制器中對(duì)加熱器的負(fù)端進(jìn)行開關(guān)控制，在總控單機(jī)設(shè)備中控制加熱器的回線、為加熱器及周邊設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行供電控制。
513所自2014年開始研制宇航用高可靠抗輻照VDMOS器件，2016年年底通過了多款VDMOS器件的單粒子考核試驗(yàn)，2017年開始進(jìn)行航天五院元器件的認(rèn)定工作，通過鑒定考核、強(qiáng)化壽命考核、極限考核、應(yīng)用驗(yàn)證、結(jié)構(gòu)分析、總劑量輻 照、單粒子輻照、PID審查等工作，目前已有五款抗輻照VDMOS產(chǎn)品完成了五院的認(rèn)定工作，并進(jìn)入了五院物資部《航天器用元器件選用目錄》，成為五院?jiǎn)挝恢械谝粋€(gè)進(jìn)入“航天器用元器件選用目錄”的產(chǎn)品。
截至目前，513所研制的抗輻照VDMOS器件裝機(jī)數(shù)量達(dá)2000余只，513所微電子生產(chǎn)線已形成3000只/月的宇航用VDMOS器件封裝能力。后續(xù)生產(chǎn)線將在穩(wěn)定提升產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，不斷擴(kuò)充產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域，逐步形成年產(chǎn)8萬(wàn)只宇航用和防務(wù)封裝產(chǎn)品的能力，與513所厚膜混合集成電路貫標(biāo)生產(chǎn)線兩翼齊飛，為國(guó)家宇航高可靠元器件的自主可控和513所新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出更大的貢獻(xiàn)。
