VDMOS器件损伤的DC／DC转换器辐射预兆单元设计

3 报警阈值确定与仿真
3．1 报警阈值确定
报警阈值点由VDMOS器件和DC／DC转换器之间的损伤关系而定，上述两种不同的失效模对应不同的失效阈值点。下面的方法可以解决不同阈值点的问题。对于VDMOS器件不能关断失效模式，失效时阈值电压漂移量△V1=Vth一V1(V1为PWM输出低电平电压)。对于效率退化失效模式，根据式(3)和国家军用标规定推算得阈值电压漂移量为△V2。对比两种失效模式阈值电压负漂量，选取负漂量较小的为失效负漂量。失效阈值电压负漂量减小20％作为监测阈值电压负漂量。阈值电压的监测点由式(4)给出

3．2 仿真验证
根据选取的DC／DC转换器电路，确定参数并代入式(4)计算得Vs=1．2V，调整R1，R2的阻值，使DUT器件监测电压为1．2V。在Pspice下仿真结果，如图5所示，当VDMOS器件阈值电压负漂到1．2V时，输出电压由低电平变为高电平，实现报警。由于电路采用抗辐射加固设计，其他器件辐射损伤对输出影响不大，仿真结果没有变化，在此不再给出仿真结果。航天用DC／DC转换器工作在很大的温度范围内，预兆单元温度变化仿真结果，如图6所示，输出电压不受影响，跳变点微小变化对报警影响不大。仿真结果证实所设计的预兆单元电路和预警方案是合理可行的。

4 结束语
文中把预警和健全管理(PHM)方法用于DC／DC转换器抗辐射可靠性研究，研究了VDMOS器件和DC／DC转换器之间的辐射损伤关系。结合辐射损伤关系和预兆单元技术原理设计了基于VDMOS器件损伤的DC／DC转换器辐射预兆单元，仿真结果证实所设计的预兆单元可以对DC／DC转换器辐射损伤失效提前报警。