國產(chǎn)首款高壓抗輻射SiC功率器件完成空間驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)在軌電源系統(tǒng)應(yīng)用

功率器件是實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的核心，被譽(yù)為電力電子系統(tǒng)的心臟，是最為基礎(chǔ)、最為廣泛應(yīng)用的器件之一。隨著硅（Si）基功率器件的性能逼近極限，以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導(dǎo)體材料，以禁帶寬度大、擊穿場強(qiáng)高、飽和電子速度快等優(yōu)勢，可大幅提高空間電源的傳輸功率和能源轉(zhuǎn)換效率，簡化散熱設(shè)備，降低發(fā)射成本或增加裝載容量，功率-體積比提高近5倍，滿足空間電源系統(tǒng)高能效、小型化和輕量化需求。

中國科學(xué)院微電子研究所劉新宇與湯益丹團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心劉彥民團(tuán)隊(duì)研制的碳化硅（SiC）載荷于2024年11月15日搭乘天舟八號貨運(yùn)飛船飛向太空，開啟了空間軌道科學(xué)試驗(yàn)之旅。

本次搭載的SiC載荷系統(tǒng)主要任務(wù)為國產(chǎn)自研高壓抗輻射SiC功率器件（SiC二極管和SiC MOSFET器件）的空間驗(yàn)證及其在航天電源中的應(yīng)用驗(yàn)證、SiC功率器件綜合輻射效應(yīng)等科學(xué)研究，有望逐步提升航天數(shù)字電源功率，支撐未來單電源模塊達(dá)到千瓦級。

通過一個多月的在軌加電試驗(yàn)，SiC載荷測試數(shù)據(jù)正常，高壓400V SiC功率器件在軌試驗(yàn)與應(yīng)用驗(yàn)證完成，在電源系統(tǒng)中靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)符合預(yù)期。本次搭載第一階段任務(wù)完成，實(shí)現(xiàn)了首款國產(chǎn)高壓400V抗輻射SiC功率器件空間環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證及其在電源系統(tǒng)中的在軌應(yīng)用驗(yàn)證，標(biāo)志著在以“克”為計量的空間載荷需求下，SiC功率器件將成為大幅提升空間電源效率的優(yōu)選方案，牽引空間電源系統(tǒng)的升級換代。