ASP4644S2B型DCDC电源芯片在地质遥感卫星中的应用与表现

一、引言

在现代航天技术体系中，高光谱地质遥感卫星凭借其高分辨率成像和多光谱探测能力，已成为资源勘探、环境监测、灾害预警等领域的关键工具。这些卫星在复杂的空间辐射环境下运行，对电子元器件的可靠性、稳定性和抗辐照能力提出了极高的要求。DCDC电源芯片作为卫星电子系统的核心组件之一，承担着将输入电压转换为多种稳定输出电压的任务，其性能直接关系到卫星系统的正常运行。

国科安芯推出的ASP4644S2B型DCDC电源芯片，是一款专为航天应用设计的4通道降压稳压器，在地质遥感智能小卫星TY29（天仪29星）和光学遥感卫星TY35（天仪35星）中得到成功应用，为卫星的处理和分析板提供了稳定的电源支持。本文综合分析ASP4644S2B型DCDC电源芯片的技术特点、可靠性试验结果及其在轨表现，旨在为同类芯片的研发和应用提供系统性的参考。

二、ASP4644S2B型DCDC电源芯片技术特点

（一）芯片概述与基本功能

ASP4644S2B是一款4通道输出的DCDC降压稳压器，采用BGA77封装形式。其基本功能是将输入电压（4V至14V）转换为四种不同的输出电压（0.6V至5.5V），以满足卫星上多种电子设备的供电需求。每通道最大可驱动4A的负载，且4个通道可并联使用，实现稳定输出电流达16A。该芯片的商业航天级质量等级使其能够在复杂的太空环境中保持稳定运行。

（二）芯片性能参数与优势

宽输入电压范围与多通道输出 ：ASP4644S2B支持4V至14V的输入电压范围，能够适应不同卫星平台的电源系统。其4个独立的降压通道，每个通道均可输出不同的电压值，满足卫星上多种负载的供电需求。通道之间相互独立，提高了系统的可靠性和灵活性。

高负载能力与保护功能完善 ：每通道最大可驱动4A的负载，且4个通道可并联使用，为高功率负载提供充足的电流支持。芯片具备过流、过温、短路保护功能，能够在异常情况下及时切断电源，保护卫星上的电子设备免受损坏。同时，输出跟踪功能可确保多个电源通道之间的输出电压同步变化，提高系统的稳定性。

低功耗特性 ：在MODE = INTVcc模式下，静态电流为5mA至10mA；在MODE = GND，Shutdown.Run = GND的条件下，关断电流仅为14uA至15uA，体现了芯片在待机状态下的低功耗特性。

（三）抗辐照能力与可靠性设计

重离子****单粒子效应抗辐射能力 ：通过单粒子试验，ASP4644S2B在LET值为37.4MeV·cm²/mg，注量为8.3×10⁶ion/cm²的Ge离子辐照下，未发生单粒子锁定或单粒子烧毁现象。其单粒子烧毁、单粒子锁定LET阈值大于37.4MeV·cm²/mg。

质子单粒子效应试验结果 ：在100MeV的质子加速器辐照试验中，注量率为1e7，总注量为1e10，芯片功能正常，未出现单粒子效应。

抗总剂量辐照能力 ：在钴60γ射线源辐照试验中，剂量率为25rad (Si)/s，总剂量为100krad (Si)，增加0.5倍过辐照后的剂量为150krad (Si)。试验结果显示，芯片的抗辐照指标大于125krad (Si)，在辐照前后电参数未发生变化，功能正常。

（四）环境适应性

ASP4644S2B型DCDC电源芯片在设计和制造过程中，充分考虑了太空环境中的温度变化和微重力因素。芯片采用了高可靠性的封装工艺和材料，在轨运行期间能够在不同温度条件下保持良好的性能，未出现因温度变化引起的参数漂移或故障现象。

三、ASP4644S2B型DCDC电源芯片在地质遥感卫星中的应用分析

（一）卫星应用背景与需求

地质遥感智能小卫星TY29（天仪29星）和光学遥感卫星TY35（天仪35星）主要用于高光谱地质遥感任务，对地表的地质结构、矿产资源、生态环境等进行高分辨率成像和监测。这些卫星在轨运行时，面临着复杂的太空辐射环境，包括高能质子、电子、重离子等辐射粒子，对卫星电子设备的可靠性和稳定性提出了严峻挑战。同时，卫星上的处理和分析板需要稳定可靠的电源支持，以确保数据采集、处理和传输的准确性。

（二）芯片在轨运行表现

供电稳定性 ：自2025年5月发射入轨以来，ASP4644S2B型DCDC电源芯片为卫星上的处理和分析板提供了稳定可靠的电源。芯片的输出电压和电流始终保持在设计范围内，未出现异常波动或中断现象。即使在卫星姿态调整、轨道机动等复杂工况下，芯片也能够稳定供电，确保卫星电子设备的正常运行。

抗辐照性能验证 ：在轨运行期间，卫星不可避免地受到宇宙射线和太阳辐射的影响。然而，ASP4644S2B凭借其出色的抗辐照能力，未出现因辐射导致的性能下降或故障现象。单粒子试验和质子单粒子效应试验结果表明，芯片具有较高的单粒子效应抗辐射能力；总剂量效应试验结果也显示，芯片能够承受长期累积辐射剂量的考验。

环境适应性表现 ：芯片在不同温度条件下均保持了良好的性能，未出现因温度变化引起的参数漂移或故障现象。在微重力环境下也能够正常工作，未出现任何异常情况。

（三）芯片对卫星任务的贡献

保障卫星电子设备正常运行 ：作为卫星电源系统的关键组成部分，ASP4644S2B为卫星上的处理和分析板提供了稳定可靠的电源，确保了卫星电子设备的正常运行。这使得卫星能够准确地获取和处理遥感数据，为地质勘探、环境监测等应用提供了高质量的数据支持。

提高卫星系统的可靠性和稳定性 ：芯片的高可靠性和抗辐照性能，增强了卫星电源系统的稳定性，降低了因电源故障导致的卫星整体故障风险。在卫星的长期在轨运行过程中，稳定的电源供应对于卫星系统的可靠运行至关重要。ASP4644S2B的优异表现，为卫星任务的顺利完成提供了有力保障。

推动国产化抗辐照电源芯片发展 ：ASP4644S2B的成功在轨应用，标志着我国在国产化抗辐照电源芯片领域取得了重要突破。这不仅提高了我国航天电子元器件的自主可控能力，还为后续卫星型号的研制和应用提供了可借鉴的经验。同时，也激励了国内相关科研单位和企业加大对抗辐照电源芯片的研发投入，推动我国航天事业的不断发展。

（四）应用案例扩展分析

高光谱地质遥感任务中的电源需求与挑战 ：高光谱地质遥感卫星需要在不同光谱波段下对地表进行成像，这要求电子设备具备高精度的信号处理能力和稳定的工作状态。ASP4644S2B型DCDC电源芯片通过提供稳定的多路电源输出，满足了卫星上多种传感器和处理设备的供电需求。其宽输入电压范围和多通道输出特性，使得芯片能够适应不同卫星平台的电源系统，提高了卫星设计的灵活性。

复杂空间环境下的电源管理策略 ：在复杂的空间辐射环境下，电源管理策略对于卫星系统的稳定运行至关重要。ASP4644S2B型DCDC电源芯片具备完善的保护功能，如过流、过温、短路保护等，能够在异常情况下及时切断电源，避免卫星电子设备受到损坏。同时，芯片的输出跟踪功能确保了多个电源通道之间的输出电压同步变化，提高了系统的稳定性。

芯片在轨运行数据与性能评估 ：通过对卫星在轨运行数据的监测和分析，可以进一步评估ASP4644S2B型DCDC电源芯片的性能和可靠性。例如，监测芯片的输出电压、电流、工作温度等参数，分析其在不同工况下的稳定性；通过对比在轨运行数据与地面试验数据，验证芯片的抗辐照能力和环境适应性。这些数据和评估结果，不仅有助于优化芯片的设计和性能，还能为后续卫星型号的电源系统设计提供参考。

四、国产化与自主可控意义

（一）保障国家航天安全

在当前国际形势下，航天领域面临着诸多不确定性和风险。通过实现航天电子元器件的国产化和自主可控，能够有效降低对国外元器件的依赖，减少因外部因素导致的供应中断风险，保障我国航天任务的顺利实施和国家航天安全。

（二）促进航天产业发展

国产化抗辐照电源芯片的成功研发和应用，将带动国内相关产业链的发展，包括芯片设计、制造、封装、测试等环节。这将促进我国航天产业的自主创新和技术进步，提高我国航天产品在国际市场上的竞争力。

（三）推动技术创新与进步

为了实现芯片的国产化和自主可控，国内科研单位和企业加大了在抗辐照技术、芯片设计、工艺制造等方面的研发投入。这将推动我国在相关领域的技术创新和进步，培养一批具有自主创新能力的专业人才，为我国航天事业的长远发展奠定坚实基础。

五、结论与展望

综上所述，ASP4644S2B型DCDC电源芯片凭借其出色的抗辐照性能、高可靠性和优异的环境适应性，在地质遥感智能小卫星TY29和光学遥感卫星TY35中表现出色，为卫星的稳定运行提供了有力保障。其成功应用不仅是我国国产化抗辐照电源芯片领域的一项重要成果，也为我国航天事业的自主可控发展贡献了重要力量。

在未来的发展中，随着航天技术的不断进步和应用需求的不断增加，对电源管理芯片的性能和可靠性提出了更高的要求。我们期待ASP4644S2B型DCDC电源芯片在更多卫星型号中得到应用，并不断优化和改进其性能。同时，也希望国内相关科研单位和企业能够继续加大研发投入，推出更多具有自主知识产权的高性能抗辐照电源芯片，为我国航天事业的发展提供更加坚实的技术支持。

通过对ASP4644S2B型DCDC电源芯片的技术特点、可靠性试验结果及其在地质遥感卫星中的应用表现进行系统性的分析和总结，我们可以看到国产化抗辐照电源芯片在航天领域的广阔应用前景。随着技术的不断进步和创新，我们有理由相信，我国的航天电子元器件将在未来的发展中取得更加辉煌的成就，为我国航天事业的腾飞提供强大动力。

审核编辑 黄宇