高壓砷化鎵太陽(yáng)陣ESD效應(yīng)及防護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著對(duì)能源系統(tǒng)要求的提高，未來(lái)航天器太陽(yáng)電池陣電源系統(tǒng)將朝著大功率、高電壓的趨勢(shì)發(fā)展，特別是GEO軌道(地球同步軌道)的通訊衛(wèi)星將普遍采用高壓砷化鎵太陽(yáng)電池陣作為主要能源。然而，工作電壓的提高增加了太陽(yáng)電池陣與空間帶電環(huán)境的耦和機(jī)會(huì)，出現(xiàn)了由于空間靜電放電(SESD)引起的新的失效模式。因此，必須針對(duì)高壓太陽(yáng)電池陣的靜電放電機(jī)理進(jìn)行深入研究，探尋相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)，以確保大功率航天器高可靠、長(zhǎng)壽命在軌運(yùn)行。 本文分析了高壓砷化鎵太陽(yáng)

2、電池陣在空間等離子體環(huán)境中的充放電效應(yīng)問(wèn)題，著重討論了GEO軌道(地球同步軌道)中高壓砷化鎵太陽(yáng)電池陣靜電放電和二次放電的產(chǎn)生過(guò)程。研究結(jié)果表明，太陽(yáng)陣在亞磁暴期間發(fā)生等離子體充電，不同表面材料間存在充電速率差異，形成電位差，當(dāng)玻璃蓋片與基板之間的電位差大于300V時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致ESD(靜電放電)事件的發(fā)生。雖然空間靜電放電本身沒(méi)有足夠的能量損壞太陽(yáng)電池陣，但當(dāng)太陽(yáng)電池陣串間電壓超過(guò)70V閾值電壓且串電流達(dá)到1.8A以上時(shí)，一次放電就會(huì)誘

3、發(fā)高壓太陽(yáng)陣發(fā)生二次弧光放電，而二次弧光放電則對(duì)太陽(yáng)電池陣有致命影響，導(dǎo)致材料熱解、熔化，進(jìn)而造成電源系統(tǒng)永久性短路。 通過(guò)對(duì)高壓砷化鎵太陽(yáng)電池陣ESD效應(yīng)的分析研究，有針對(duì)性地總結(jié)出高壓太陽(yáng)電池陣抗ESD的防護(hù)技術(shù)： a)在太陽(yáng)電池玻璃蓋片表面蒸鍍金屬氧化物涂層； b)控制太陽(yáng)電池陣串間電壓在70V以下； c)減小太陽(yáng)電池串電流，使串電流低于1.8A； d)在太陽(yáng)電池片間填涂RTV膠。