Способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к вторичному дугообразованию

Изобретение относится к технике испытаний и может быть использовано при наземной экспериментальной отработке и при приемочных испытаниях радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к инициированию вторичной дуги при работе аппаратуры на напряжениях, превышающих падение потенциала на дуге, в условиях имитации космического пространства, включая плазменное окружение, имитирующее плазму первичного разряда. Техническим результатом данного изобретения является устранение сквозных дефектов сплошности защитного покрытия путем восстановления полимерного покрытия на токоведущих проводниках испытываемой аппаратуры, что ведет к снижению риска повреждения радиоэлектронной аппаратуры в процессе испытания при сохранении достоверности испытаний. Способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к вторичному дугообразованию заключается в воздействии плазмой, имитирующей плазму первичного разряда, на испытываемую аппаратуру в активном (рабочем) состоянии под напряжением, превышающим падение потенциала на дуге. Для достижения технического результата непосредственно перед испытанием работающей аппаратуры в плазменном окружении и в едином цикле с испытанием выполняется процедура осаждения полимера в местах нарушения защитного полимерного покрытия, при этом для осаждения полимера используется тот же источник плазмы, который используется для формирования плазменного окружения, имитирующего плазму первичного разряда. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике испытаний и может быть использовано при наземной экспериментальной отработке и при приемочных испытаниях радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов.

Известен способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к электростатическим разрядам [1], основанный на имитации одного из условий космического пространства, радиационного воздействия, перед испытанием на стойкость к электростатическим разрядам. Такой подход позволяет повысить достоверность результатов испытания в электронных схемах радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов.

Недостатком данного способа является невозможность выявить дефекты радиоэлектронной аппаратуры, не связанные с радиационным воздействием, но способные приводить к снижению стойкости радиоэлектронной аппаратуры к электростатическим разрядам, следствием чего возможно вторичное дугообразование.

Известен способ испытания элементов радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к дугообразованию [2]. Способ основан на инициировании первичного дугового разряда и воздействии плазмой этого разряда на испытываемый элемент с целью определения его стойкости к инициированию вторичной дуги.

Недостатком данного способа является риск выхода из строя объекта испытания в случае, если способ применяется не к конструктивным элементам аппаратуры, а к работоспособной радиоэлектронной аппаратуре, в том числе и к не обладающей достаточной стойкостью к дугообразованию. Это связано с наличием дефектов, снижающих электрическую прочность.

Инициирование дугового разряда в изолирующих промежутках происходит в результате электрического пробоя. Для пробоя вакуумных промежутков требуются электрические поля свыше 100 кВ/см, что при уровне напряжений 100 B, используемых в системах электропитания космических аппаратов, может возникнуть в промежутках длиной менее 10 мкм. Изолирующие промежутки столь малой длины не используются в конструкции радиоэлектронной аппаратуры. Поэтому проблема дугообразования в аппаратуре космического аппарата стоит наиболее остро в начальный период эксплуатации аппарата, в процессе его выведения на орбиту и обезгаживания на орбите. В этот период условия изоляции внутри аппарата не являются вакуумными и возможно инициирование дуги по механизму пробоя газонаполненного промежутка, описываемому законом Пашена. Напряжение пробоя понижается при наличии мест контакта металл-диэлектрик-газ низкого давления, и для предотвращения пробоя платы радиоэлектронной аппаратуры после установки электрорадиоизделий покрываются защитной полимерной пленкой на основе эпоксидных смол, полиуретана или парилена.

Перед установкой в космической аппарат радиоэлектронная аппаратура испытывается в работающем состоянии, в том числе на устойчивость к электростатическим разрядам (ISO 11221: 2011 «Системы космические. Космические солнечные панели. Космический аппарат, заряжаемый индуцированным электростатическим разрядом. Методы испытаний»), при имитации условий эксплуатации аппарата, включая диапазон давлений, соответствующий выведению аппарата от стартовой площадки до орбиты, и наличие плазмы первичного электростатического разряда. Однако при наличии сквозных дефектов сплошности защитного диэлектрического покрытия существует риск инициирования дугового разряда, следствием которого может быть выход испытываемой аппаратуры из строя.

Задачей заявляемого технического решения является снижение риска повреждения радиоэлектронной аппаратуры в процессе ее испытания в плазме на стойкость к дугообразованию при рабочих напряжениях, превышающих падение потенциала на дуге и сохранение достоверности испытаний.

Техническим результатом данного изобретения является устранение сквозных дефектов сплошности защитного покрытия путем восстановления полимерного покрытия на токоведущих проводниках испытываемой аппаратуры.

Указанный технический результат достигается за счет того, что непосредственно перед испытанием работающей аппаратуры в плазменном окружении при рабочих напряжениях, превышающих падение потенциала на дуге, и в едином цикле с испытанием выполняется процедура восстановления полимера на поверхности сквозных дефектов сплошности защитного полимерного покрытия. С этой целью на аппаратуру в неактивном (нерабочем) состоянии воздействуют одновременно плазмой и реакционным газом, состоящим из двух или более компонентов, один или более из которых способен полимеризоваться в плазме, при этом аппаратура находится под положительным потенциалом смещения относительно потенциала плазмы, и по абсолютной величине не превышающим падение потенциала на дуге.

Используемый реакционный газ состоит из инертного газа и мономера или димера в газообразном состоянии.

Кроме того, при воздействии плазмы на испытываемую аппаратуру, находящуюся в неактивном состоянии, потенциал смещения аппаратуры относительно потенциала плазмы по абсолютной величине превышает первый потенциал ионизации атомов инертного газа.

Для восстановления полимера используется тот же источник плазмы, который используется для формирования плазменного окружения, имитирующего плазму первичного разряда.

Техническая сущность изобретения заключается в следующем. Перед тем как радиоэлектронная аппаратура испытывается при рабочих напряжениях, превышающих падение потенциала на дуге, на стойкость к дугообразованию путем воздействия плазмой, имитирующей плазму первичного разряда, испытываемая аппаратура подвергается воздействию этой же плазмой, но в неактивном состоянии. Такое воздействие не является опасным для аппаратуры, но не производит какого-либо эффекта. Для достижения положительного эффекта при воздействии плазмой на радиоэлектронную аппаратуру в неактивном состоянии формируется поток реакционного газа, состоящего из инертного газа и мономера или димера, способного полимеризоваться под воздействием плазмы, и этот поток направляется на аппаратуру. Если при этом на испытываемую аппаратуру подать напряжение смещения положительной полярности относительно плазмы, превышающее по абсолютной величине первый потенциал ионизации инертного газа, то в местах нарушения защитного полимерного покрытия на токоведущих проводниках аппаратуры будет зажигаться несамостоятельный тлеющий разряд, не переходящий в дугу из-за недостаточно высокого для зажигания дуги напряжения. Катодом тлеющего разряда в данном случае является вся рабочая камера, заполненная плазмой, а анодом - токоведущие проводники испытываемой аппаратуры, непокрытые защитной пленкой. Поскольку площадь катода многократно больше площади анода, свечение разряда будет сосредоточено в местах нарушения полимерного покрытия на токоведущих проводниках испытываемой аппаратуры. За счет плазмохимических реакций на поверхностях, соприкасающихся с плазмой, будет происходить полимеризация мономера или димера [3], причем, наиболее интенсивно этот процесс будет происходить в местах более высокой концентрации плазмы, то есть в местах нарушения полимерного покрытия. Как только все открытые токоведущие места испытываемой аппаратуры становятся покрытыми полимерной пленкой, горение несамостоятельного тлеющего разряда прекращается, что сопровождается погасанием анодного свечения и служит индикатором готовности испытываемой аппаратуры к испытаниям на устойчивость к дугообразованию в активном состоянии.

Указанный способ может быть реализован с использованием схем, представленных на Фиг. 1 и Фиг. 2.

Для воздействия плазмой на аппаратуру в неактивном состоянии в соответствии со схемой на Фиг. 1 испытываемый модуль радиоэлектронной аппаратуры 1, к которому подключен кабель входных цепей 2 и кабель выходных цепей 3, помещен в атмосферу аргона давлением 100 Па, в которой осуществляется испытание модуля на устойчивость к дугообразованию в плазме 4, создаваемой источником плазмы 5. Перед проведением испытаний кабели 2 и 3 соединяются таким образом, что все проводники кабелей 2 и 3 объединены в одну точку и подключены к источнику 6 напряжения смещения +18 B. Такое напряжение выше первого потенциала ионизации аргона +15,8 B, но ниже падения потенциала на дуговом разряде, превышающем 20 B для дуги с холодным катодом. За счет существования плазмы 4 вокруг испытываемой аппаратуры 1 при наличии места оголения токоведущих проводников аппаратуры 1 в местах оголения зажигается несамостоятельный газовый разряд. При обнаружении такого разряда создается поток реакционного газа 8, направленный в сторону испытываемой аппаратуры 1, с использованием источника 7. Реакционный газ состоит из ди-пара-ксилелена и аргона. В местах горения несамостоятельного газового разряда на поверхности оголенных токоведущих проводников происходит осаждение поли-пара-ксилелена за счет плазмохимической реакции. В результате роста пленки поли-параксилелена в течение промежутка времени в несколько минут происходит погасание несамостоятельного разряда. Отсутствие самостоятельного разряда при напряжении смещения +18 B испытываемой аппаратуры 1 в плазме 4 является основанием для выполнения испытаний на устойчивость к дугообразованию при рабочих напряжениях уровня 100 B в соответствии со схемой на Фиг. 2. С этой целью кабель входных цепей 2 подключается к имитатору входных цепей 9, кабель выходных цепей подключается к имитатору выходных цепей 10, и аппаратура 1 переводится в активное состояние при рабочих напряжениях в плазменном окружении 4, создаваемом источником плазмы 5. При этом отсутствие оголенных токоведущих частей аппаратуры 1, доступных для окружающей плазмы 4, гарантирует отсутствие инициирования дуги вследствие существования сквозных дефектов сплошности защитного полимерного покрытия.

Источники информации

1. Анисимов А.В., Новоселов Ю.И. Способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к электростатическим разрядам // Патент РФ (19) RU (11) 2157545 (13) C1 (51), МПК G01R 31/28, G05F 1/56. - Заявл. 12.11.1999. - Опубл. 10.10.2000.

2. Батраков А.В., Карлик К.В., Попов С.А. Способ определения стойкости к дугообразованию элементов радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов // Патент РФ (19) RU (11) 2539964 (13) C1 (51), МПК G01R 31/28, H01J 37/00. - Заявл. 08.08.2013. - Опубл. 27.01.2015.

3. В. Ширшова, А. Избушкин, Е. Фомченко. Полипараксилеленовые покрытия в технологии РЭА. Состояние, перспективы // Печатный монтаж. - 2010. - №1. - стр. 22-27.

1. Способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к вторичному дугообразованию, при котором осуществляется воздействие плазмой, имитирующей плазму первичного разряда, на испытываемую аппаратуру в активном (рабочем) состоянии под напряжением, превышающим падение потенциала на дуге, отличающийся тем, что непосредственно перед испытанием аппаратуры в активном состоянии осуществляют воздействие на аппаратуру в неактивном (нерабочем) состоянии одновременно плазмой и реакционным газом, включающим, по крайней мере, один газообразный компонент, способный полимеризоваться в плазме, при этом аппаратура находится под положительным потенциалом смещения относительно потенциала плазмы, и по абсолютной величине не превышающим падение потенциала на дуге.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционный газ состоит из инертного газа и мономера или димера в газообразном состоянии.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при воздействии плазмы на испытываемую аппаратуру, находящуюся в неактивном состоянии, потенциал смещения аппаратуры относительно потенциала плазмы по абсолютной величине превышает первый потенциал ионизации молекул, по крайней мере, одного из компонентов реакционного газа.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на испытываемую аппаратуру в активном и неактивном состоянии осуществляют плазмой в едином цикле от одного источника плазмы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронной промышленности, в частности к средствам и методам тестирования электронных компонентов, в том числе при их производстве. Предложен способ тестирования электронных компонентов, включающий следующие этапы: осуществляют размещение по меньшей мере одного тестируемого электронного компонента на заданной позиции в емкости для тестирования; осуществляют опускание термогруппы, смонтированной над контактной поверхностью с контактными прессорами, расположенными в соответствии с расположением электронных компонентов, и содержащей по меньшей мере один элемент Пельтье, на указанный по меньшей мере один электронный компонент, причем прессоры соприкасаются с электронными компонентами без зазора; осуществляют управление питанием указанной термогруппы для достижения заданной температуры по меньшей мере одним указанным элементом Пельтье и по меньшей мере одним электронным компонентом, при этом изменение температуры при помощи прессоров происходит за счет теплопроводности; осуществляют тестирование параметров по меньшей мере одного электронного компонента при заданной температуре; прекращают тестирование электронных компонентов с последующим подъемом термогруппы и извлечением по меньшей мере одного электронного компонента из емкости для тестирования.

Изобретение относится к электронной промышленности, в частности к средствам и методам тестирования электронных компонентов, в том числе при их производстве. Предложен способ тестирования электронных компонентов, включающий следующие этапы: осуществляют размещение по меньшей мере одного тестируемого электронного компонента на заданной позиции в емкости для тестирования; осуществляют опускание термогруппы, смонтированной над контактной поверхностью с контактными прессорами, расположенными в соответствии с расположением электронных компонентов, и содержащей по меньшей мере один элемент Пельтье, на указанный по меньшей мере один электронный компонент, причем прессоры соприкасаются с электронными компонентами без зазора; осуществляют управление питанием указанной термогруппы для достижения заданной температуры по меньшей мере одним указанным элементом Пельтье и по меньшей мере одним электронным компонентом, при этом изменение температуры при помощи прессоров происходит за счет теплопроводности; осуществляют тестирование параметров по меньшей мере одного электронного компонента при заданной температуре; прекращают тестирование электронных компонентов с последующим подъемом термогруппы и извлечением по меньшей мере одного электронного компонента из емкости для тестирования.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного автоматизированного контроля параметров и диагностики технического состояния объектов, функционирование которых состоит из периодически повторяющихся циклов.

Изобретения могут использоваться в электронной, космической, авиационной, военной и других отраслях промышленности. Способ измерения электрических параметров или характеристик объекта исследования, установленного в электронном устройстве или блоке без демонтажа объекта исследования с печатной платы, на которой он установлен, заключается в том, что посредством подключающего устройства измерительного оборудования или прибора подключают объект исследования - электрически соединяют его с таким оборудованием или прибором, согласно изобретению используют как минимум один специальный электронный компонент – Тест-ключ, который выполнен с возможностью замыкания и размыкания электрической цепи, подключенной к паре его выводов, при этом Тест-ключ электрически соединяют последовательно с объектом исследования, для чего его располагают непосредственно перед или за объектом исследования в соответствии с электрической схемой упомянутых устройства или блока, причем один из выводов пары электрически соединяют с заданным полюсом объекта исследования, в то время как другой - с тем местом или участком электрической цепи измеряемых устройства или блока, с которым этот полюс должен быть электрически соединен, при этом исключают соединение самого такого полюса с указанным местом посредством стационарно установленного проводника, причем обеспечивают возможность электрического соединения с таким полюсом подключающего устройства упомянутых оборудования или прибора, для чего обеспечивают возможность физического доступа извне к электрически соединенному с ним проводнику до, во время или после подключения объекта исследования к упомянутым оборудованию или прибору, но перед измерением, посредством управляющего состоянием Тест-ключа воздействия обеспечивают размыкание ключа, соответствующего упомянутому полюсу объекта исследования, за счет чего отключают объект исследования от электрической цепи упомянутых устройства или блока, после чего диагностируют объект исследования, электрически развязанный с электрической цепью упомянутых устройства или блока или с ее частью, причем не менее чем на время измерений или, по крайней мере, не менее чем на время тестирования объекта исследования упомянутым оборудованием или прибором поддерживают Тест-ключ в разомкнутом состоянии, тогда как по окончании измерений или тестирования объекта исследования непосредственно или отсрочено обеспечивают замыканием Тест-ключа подключение объекта исследования к указанной цепи для обеспечения возможности штатного функционирования диагностируемого устройства или блока.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного непрерывного контроля исправности электротехнических объектов переменного тока.

Устройство для определения нагрузочной способности микросхем относится к области микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров микросхем при их производстве.

Изобретение относится к области микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров микросхем при их производстве.

Использование: для контроля тепловых свойств цифровых интегральных схем. Сущность изобретения заключается в том, что способ заключается в разогреве цифровой интегральной схемы ступенчатой электрической греющей мощностью известной величины и в измерении в определенные моменты времени в процессе разогрева цифровой интегральной схемы температурочувствительного параметра с известным температурным коэффициентом, по изменению которого рассчитывают приращение температуры активной области цифровой интегральной схемы, с целью упрощения способа и уменьшения погрешности измерения переходной тепловой характеристики для задания электрической греющей мощности нечетное число (n>1) логических элементов контролируемой цифровой интегральной схемы соединяют по схеме кольцевого генератора, подключают его к источнику питания, в заданные моменты времени ti измеряют мгновенную мощность, потребляемую цифровой интегральной схемой от источника питания, и частоту колебаний кольцевого генератора, а значение переходной тепловой характеристики в момент времени t находят по формуле: где и - частота колебаний кольцевого генератора в моменты времени t0=0 и ti соответственно, - температурный коэффициент частоты колебаний кольцевого генератора, Рср(ti)=[Р(0)+P(ti)]/2 - средняя мощность, потребляемая цифровой интегральной схемой за время от начала нагрева t0=0 до момента времени ti, а P(0) и P(ti) - мгновенная мощность, потребляемая цифровой интегральной схемой в моменты времени t0=0 и ti соответственно.

Использование: для определения стойкости к радиационным и температурным воздействиям наноэлектронного резонансно-туннельного диода. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения стойкости к радиационным и температурным воздействиям наноэлектронного резонансно-туннельного диода (РТД) на основе многослойных AlGaAs (алюминий, галлий, арсеникум) полупроводниковых гетероструктур заключается в последовательном приложении циклов радиационных воздействий на партию РТД, доза которых постепенно накапливается в каждом цикле, и температурных воздействий, время воздействия которых постепенно увеличивается, с тем, чтобы получить вызванное ими изменение вольт-амперной характеристики (ВАХ) в рабочей области не менее чем на порядок больше погрешности измерения, в определении количества циклов радиационных и температурных воздействий путем установления ВАХ, соответствующей параметрическому отказу для конкретного применения РТД, в построении семейства ВАХ, в определении на основе анализа кинетики ВАХ скорости деградации РТД и в определении стойкости к радиационным и температурным воздействиям РТД на основе полученной скорости деградации РТД.

Использование: для отбраковки полупроводниковых приборов. Сущность изобретения заключается в подаче на каждый прибор из группы однотипных приборов неизменные напряжения питания, приложении последовательности циклов ионизирующего излучения, доза которого накапливается в каждом цикле с тем, чтобы получить вызванное ею приращение интегрального низкочастотного шума прибора над шумами его исходного состояния, анализе приращений интегрального шума с ростом накопленной дозы, определении приращения интегрального шума, достигнутого к моменту окончания М-го цикла, с которого начинают уверенно фиксироваться изменения рабочего тока прибора, выбраковке приборов тех типов, у которых среднее значение приращения интегрального шума на единицу дозы, достигнутое к моменту окончания М-го цикла, оказывается больше, чем у приборов других типов.

Изобретение относится к области измерений в электротехнике и электроэнергетике, в частност, к измерению параметров частичных разрядов. Способ измерения частичных разрядов заключается в подаче на испытуемый объект высокого напряжения и временной фиксации сигнала от датчика, его фильтрации и записи.

Изобретение относится к области силовых кабелей, в частности резиновой изоляции кабелей, и может быть использовано для диагностики и оценки качества резиновой изоляции кабелей.

Заявленное техническое решение относится к области электроэнергетики. Новым в устройстве для испытания трансформаторов и реакторов является то, что при переходе с трехфазного режима в однофазный вторичные обмотки выходных однофазных трансформаторов преобразуются в параллельное соединение.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ).

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для диагностики состояния изолирующих подвесок воздушной линии электропередачи и электротяговой сети.

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Сущность: датчик выполнен в виде двух роликов диаметром 10÷14 мм из нержавеющей стали, имеющих U-образную проточку по образующей.

Использование: для исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для исследования электрической прочности диэлектриков содержит многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними подвижными и нижними неподвижными электродами, где многоэлектродная обойма выполнена цилиндрической и размещена в герметичном корпусе со съемной крышкой, снабженном нагревателем, гермовводами, термопарой, устройствами ввода и удаления газообразного или жидкого диэлектрика, а верхние подвижные электроды расположены в цилиндрической обойме азимутально и выполнены с элементами их вертикальной фиксации, обеспечивающими необходимые им свободный ход при исследованиях твердого диэлектрика или расстояние между соответствующими нижними неподвижными электродами при исследовании газообразного или жидкого диэлектрика.

Изобретение относится к обнаружению дефектов в многослойном упаковочном материале, имеющем по меньшей мере один проводящий слой. Сущность: заземляют проводящий слой многослойного упаковочного материала, размещают электрод в плотном контакте с упомянутым многослойным упаковочным материалом, прилегающим к упомянутому многослойному упаковочному материалу или на заданном расстоянии от упомянутого многослойного упаковочного материала.

Изобретение относится к области физики электрического пробоя и может быть использовано для определения амплитуды и длительности импульса тока электрического пробоя в диэлектриках.

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Сущность: датчик содержит корпус, внутри которого расположен рабочий элемент из эластичного электропроводящего материала.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний трансформаторно-реакторного оборудования в трехфазном и однофазном режимах. Технический результат: упрощение и снижение потерь электроэнергии. Сущность: на выходе выпрямителя включены два последовательных конденсатора, средняя точка которых при переходе в однофазный режим через дополнительный контакт соединяется с нулевой точкой трех однофазных выходных трансформаторов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх