Современная электроника №8/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 4 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2026 Устройство защиты Рис. 1. Функциональная схема разработанного быстродействующего УЗ Представлены результаты разработки быстродействующего устройства защиты от короткого замыкания в процессе проведения испытаний источника энергии на базе аккумуляторных батарей. СУ Шунт ЭК Нагрузка У К КЗ Др АБ +12 Юрий Андреев, Юрий Кремзуков Использование солнечной энер- гии для электропитания систем кос- мического аппарата (КА) предполагает наличие совместно с солнечной бата- реей (СБ) аккумуляторной батареи (АБ) для обеспечения работы электромеха- нических систем КА при заходе в тень. При наземных испытаниях, как в лабораторных условиях, так и в баро- камере, все системы КА подвергают- ся множеству различных типов про- верок. Нарушение функционирования какого-либо электрического оборудо- вания или ошибки, связанные с так называемым «человеческим факто- ром», могут привести к возникнове- нию короткого замыкания (КЗ), а в некоторых случаях и к возникнове- нию пожара. Особо опасным являет- ся КЗ на шинах питания, идущих непо- средственно от АБ. Для исключения подобных ситуаций необходимо включение между выхо- дом АБ и потребителями устройства защиты (УЗ). Быстродействие такого УЗ должно быть порядка единиц или десятков микросекунд вследствие высокого темпа развития КЗ, особен- но для энергоёмких АБ [1]. Устройство защиты с такими временны́ми харак- теристиками можно создать только с использованием средств полупровод­ никовой электроники. Такие УЗ и АБ были созданы в Том- ском НИИАЭМ ТУСУР. Аккумуляторная батарея предназначена для обеспече- ния электроснабжением КА среднего класса со следующими энергетически- ми характеристиками: ● напряжение бортовой сети 23…34 В; ● номинальный ток разряда 8 А; ● разрядная энергия, не менее 285 Вт·ч. АБ состоит из 45 аккумуляторных литий-ионных элементов и имеет встроенную систему балансировки их напряжений. В настоящее время такой АБ оснащён КА, запущенным в космос в начале 2026 г. Функциональная схема разработан- ного быстродействующего УЗ приве- дена на рис. 1. Напряжение от АБ поступает в нагрузку через электронный ключ в виде двух встречно-последователь- но соединённых полевых транзисто- ров N-типа IRFP4368 с сопротивле- нием канала в открытом состоянии, равным 1,46 мОм, и токового шунта ШИ 15А-001-М, специально разрабо- танного белорусской фирмой «Аякс» с использованием материалов – фоль- ги из никель-молибденового сплава и сплава «церазин» для блоков подво- да мощности, обеспечивающих подо- грев различных приводов КА в барока- мере [2]. Шунт имеет сопротивление 10 мОм, малые значения индуктивно- сти и температурной нестабильности, позволяющие получить требуемые характеристики точности и быстро- действия УЗ. Общая мощность тепловыделения на транзисторах ключа и шунте при номинальном разрядном токе состав- ляет около 0,83 Вт, что позволяет раз- местить конструкцию УЗ в корпусе с минимальными требованиями к рассеиванию тепла. Управление транзисторами электронного ключа осуществляется через оптоизолиро- ванный драйвер, запитанный от изо- лированного DC/DC-преобразователя. Остальные части схемы УЗ имеют так- же изолированное от сети однополяр- ное питание напряжением величи- ной 12 В. Усилитель напряжения с шун- та имеет небольшое положитель- ное смещение, удерживающее его