Gate Driver FET GaN da 200 V di TI per satelliti: maggiore efficienza e compattezza nelle missioni spaziali

Con un valore tra 22 V e 200 V e la capacità di supportare diversi livelli di radiazione, la nuova famiglia di gate driver di TI consente ai progettisti di migliorare l’efficienza del sistema di alimentazione per ogni tipo di missione spaziale

I gate driver FET al GaN per uso spaziale di TI coprono l’intero intervallo di tensioni necessario per la progettazione dei sistemi di alimentazione satellitari, compresa l’alimentazione elettrica in ingresso da panelli fotovoltaici, la distribuzione e la conversione di potenza.

Texas Instruments (TI) ha annunciato oggi una nuova famiglia di gate driver con transistor a effetto di campo (FET) al nitruro di gallio (GaN) di tipo half-bridge, resistenti e tolleranti alle radiazioni (radiation-hardened e radiation-tolerant). Questa famiglia di gate driver comprende il primo driver FET GaN per uso spaziale del settore, in grado di supportare fino a 200 V in funzionamento. Questi dispositivi sono disponibili in confezioni in ceramica e plastica compatibili pin-to-pin e supportano tre livelli di tensione. I progressi compiuti da TI nei prodotti per l’alimentazione per uso spaziale permettono agli ingegneri di progettare sistemi di alimentazione per satelliti per ogni tipo di missione nello spazio utilizzando un singolo fornitore di chip.

Perché è importante

I sistemi satellitari si stanno facendo sempre più complessi per soddisfare la crescente domanda di elaborazione e trasmissione dei dati in orbita, di immagini ad alta risoluzione e di maggiore precisione nei rilevamenti. Per migliorare le capacità in missione, gli ingegneri puntano a massimizzare l’efficienza del sistema di alimentazione elettrica. I nuovi gate driver di TI sono progettati per pilotare con precisione i FET GaN con brevi tempi di salita e discesa, riducendo quindi le dimensioni e migliorando la densità dell’alimentatore. In questo modo, il satellite può utilizzare in modo più efficace l’energia generata dalle sue celle fotovoltaiche per svolgere le funzioni richieste dalla missione.

«I satelliti sono utilizzati per missioni critiche, dalla fornitura di copertura Internet globale fino al monitoraggio del clima e delle operazioni di spedizione, in modo tale che gli esseri umani possano migliorare la loro comprensione del mondo e orientarsi meglio su di esso», ha commentato Javier Valle, product line manager, Space Power Products di TI. «La nostra nuova gamma consente ai satelliti in orbite terrestri basse, medie e geosincrone di operare a lungo nell’ambiente ostile dello spazio, mantenendo al tempo stesso elevati livelli di efficienza energetica».

Ulteriori dettagli

Ottimizzando dimensioni, peso e potenza (SWaP) con la tecnologia al GaN è possibile:

• Migliorare le prestazioni del sistema elettrico
• Aumentare la durata delle missioni
• Ridurre la massa e il volume del satellite
• Tenere al minimo il sovraccarico dovuto alla gestione termica

I progettisti possono sfruttare questa famiglia di prodotti per applicazioni che coprono l’intero sistema di alimentazione elettrica.

• Il gate driver FET GaN da 200 V è adatto per i sistemi di propulsione e conversione della potenza in ingresso nei pannelli fotovoltaici.
• Le versioni da 60 V e 22 V sono pensate per la distribuzione e la conversione di energia in tutto il satellite.

La famiglia di gate driver per FET GaN per uso spaziale di TI offre diverse opzioni per i package, qualificate per l’uso spaziale per tre livelli di tensione, tra cui:

• Radiation-hardened; package Qualified Manufacturers List (QML) Class P e QML Class V, rispettivamente in plastica e ceramica.
• Prodotti radiation-tolerant in Space Enhanced Plastic (SEP).

John Dorosa, Systems Engineer di TI, presenterà «Come convertire facilmente un full-bridge ad hard-switching in un full-bridge con commutazione a tensione zero» martedì 18 marzo 2025, alle 9:20 (Eastern Time, ET) in occasione dell’Applied Power Electronics Conference di Atlanta, in Georgia. In questa sessione sul settore verrà presentato il driver del gate TPS7H6003-SP di TI.

Disponibilità

Le quantità di produzione di TPS7H6003-SP, TPS7H6013-SP, TPS7H6023-SP e TPS7H6005-SEP sono ora disponibili su TI.com. Sono disponibili anche quantità di pre-produzione di TPS7H6015-SEP e TPS7H6025-SEP, mentre TPS7H6005-SP, TPS7H6015-SP e TPS7H6025-SP saranno disponibili per l’acquisto entro giugno 2025.

Le risorse di sviluppo comprendono inoltre moduli di valutazione per tutti i nove dispositivi, nonché progetti di riferimento e modelli di simulazione.