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STMicroelectronics

Strahlungsfeste PoL-Wandler für LEO-Anwendungen

23. Juni 2025, 7:16 Uhr | Iris Stroh

Der für Anwendungen in niedrigen Erdumlaufbahnen (Low Earth Orbit, LEO) konzipierte Point-of-Load-Abwärtswandler LEOPOL1 von STMicroelectronics ist auf die Anforderungen von Equipment-Entwicklern abgestimmt, die auf den zurzeit in Nordamerika, Asien und Europa expandieren New-Space-Markt zielen.

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Getrieben von Privatunternehmen, ermöglicht die aufstrebende New-Space-Industrie neue Services wie etwa Kommunikation und Erdbeobachtung unter Verwendung von Satelliten, die kosteneffektiv hergestellt und in niedrige Erdumlaufbahnen gebracht werden. Der LEOPOL1 ist das neueste Produkt der aus Power-, Analog- und Logik-ICs bestehenden LEO-Serie von ST. Diese wurde im Interesse niedriger Gesamtkosten mit einer für LEO-Satelliten optimierten Qualitätssicherung und Strahlungsfestigkeit entwickelt, wobei auf erprobte Verfahrensweisen aus der Automobilindustrie (z. B. statistische Prozesslenkung) zurückgegriffen wurde.

Gestützt auf die weltraumerprobte SOI-Technologie (Silicon-On-Insulator) BCD6 von ST, ist der LEOPOL1 von seinem Design her strahlungsfest ausgelegt, um den Risiken in LEO-typischen Höhen zu widerstehen. Wichtige Strahlungsbeständigkeits-Parameter sind ein TID-Wert (Total Ionizing Dose) von 50 krad(Si) und ein TNID-Wert (Total Non-Ionizing Dose) von 3∙1011 Protonen/cm². Die SEE-Performance (Single-Event Effects) ist mit 62 MeV∙cm²/mg angegeben.

Der LEOPOL1 bietet zudem erweiterte flexible Eigenschaften wie etwa die Eignung für ein phasenversetztes Current Sharing, sodass sich der Laststrom durch Parallelschaltung mehrerer LEOPOL1 vervielfachen lässt. Die Synchronisierungsfunktion erlaubt überdies ein einfaches Sequencing beim Einschalten von Equipment mit mehreren Versorgungsspannungen. Der Wandler liefert bis zu 7 A. Er verkraftet am Boden Eingangsspannungen bis zu 12 V und hat seine Eignung für bis zu 5 A bei 6 V unter dem Einfluss von 62 MeV∙cm²/mg demonstriert.

Mit der Einführung des LEOPOL1 deckt die LEO-Serie von ST ein breites Spektrum von Schaltungsdesign-Anforderungen ab. Zum Portfolio gehören außerdem gängige Logikgatter und Puffer, ein LVDS-Transceiver, ein achtkanaliger 12bit-ADC und ein Low-Dropout-Regler (LDO). Sämtliche Bauelemente erfüllen die eigens für LEO-Anwendungen ausgearbeiteten proprietären Spezifikationen von ST. Diese umfassen Performance-Parameter ebenso wie die Fertigungssteuerung und Qualifikationsdaten und werden mit einem CoC (Certificate of Conformance) geliefert.

Der LEOPOL1 ist bereits in die Produktion gegangen. Er ist in Hülsen à 31 Stück, gegurtet auf Spulen mit 250 Stück sowie zur Bemusterung als Tape Sticks mit 7 Exemplaren verfügbar.