強輻射下核電閥門電控系統(tǒng)的可靠性研究.pdf

1、按照核電閥門電控系統(tǒng)的設計標準，根據(jù)項目要求指標設計了用于核電廠風道閥門的電控系統(tǒng)。為了使該電控系統(tǒng)在強核輻射環(huán)境下具有較高的可靠性，通過核輻射對電路的損傷效應和機理進行研究，給出了易損器件抗輻射篩選方案以及電控系統(tǒng)的抗輻射加固措施。
　　首先針對該電控系統(tǒng)中最易失效的電子單元，通過仿真研究了MOS器件在輻照后的總劑量效應，分析了輻照效應對器件可靠性的影響。并在此基礎上設計了抗輻照反相器單元，通過ISE-TCAD軟件模擬總劑量輻照

2、效應對傳統(tǒng)反相器以及抗輻照反相器的影響。仿真結果表明，經(jīng)過加固設計的反相器單元在經(jīng)受輻照后有很好的抗輻射效果。
　　之后針對本電控系統(tǒng)在輻射中容易失效的穩(wěn)壓模塊7805CT進行更換，換為可靠性更高的DC/DC轉(zhuǎn)換器。并從PWM和VDMOS器件輻射退化和DC/DC轉(zhuǎn)換器整體退化之間的定量關系研究入手，設計出了易損器件抗輻射篩選方案。之后引入PHM可靠性工程理念，設計了轉(zhuǎn)換器的整體預兆單元，通過仿真驗證其效果，表明該方案有很強的實用性

3、，可以進一步提高電控系統(tǒng)的可靠性。
　　最后針對核電廠輻射環(huán)境對電控系統(tǒng)的影響，對其提出了模塊級雙系統(tǒng)冷備份容錯方案。對一些常見粒子效應故障做了總結，為電控系統(tǒng)的存儲單元設計了存儲器刷新容錯方案。針對無刷直流電動機做了故障分析，并選用雙通道無刷直流電動機增強控制可靠性的方案來解決其常見故障問題。設計單粒子鎖定防護電路以使電機控制單元中存儲單元免受單粒子鎖定的干擾，并對常見抗輻射屏蔽材料加以分析，對其外殼內(nèi)部添加聚乙烯涂層，外部用鉛