国产高压抗辐射碳化硅功率器件实现空间验证及在轨应用

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电力电子系统的核心部件——功率器件，因其在电能变换和控制中的关键作用，被广泛应用于各个领域。然而，传统硅基功率器件性能已接近瓶颈。为此，以碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料应运而生，它能更好地满足空间电源系统对高效率、小型化和轻量化的需求。

中国科学院微电子研究所刘新宇、汤益丹团队与中国科学院空间应用工程与技术中心刘彦民团队合作研发的碳化硅（SiC）载荷，已于2024年11月15日随天舟八号货运飞船成功发射，正式开启空间轨道科学试验。

▲天舟八号货运飞船。来源：央视新闻

该SiC载荷系统的主要任务是进行国产自研高压抗辐射SiC功率器件（包括SiC二极管和SiC MOSFET器件）的空间验证，并研究其在航天电源中的应用，以及SiC功率器件的综合辐射效应。预期成果将显著提升航天数字电源功率，最终实现千瓦级单电源模块的目标。

2024年11月25日，SiC载荷正式通电。经过两个多月的在轨测试，数据显示一切正常。高压400V SiC功率器件的轨道试验及应用验证顺利完成，电源系统的静态和动态参数均符合预期。

此次试验第一阶段任务圆满完成，标志着首款国产高压400V抗辐射SiC功率器件的空间环境适应性及其在电源系统中的应用得到了验证。这表明，在对重量极其敏感的空间载荷应用中，SiC功率器件将成为提升空间电源效率的理想选择，并推动空间电源系统实现技术升级换代。

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