Southwest Research Institute ha sviluppato un'alta affidabilità, fotoaccoppiatore ad alta tensione per applicazioni di volo spaziale. La NASA ha selezionato il dispositivo come interfaccia di alimentazione tra la navicella spaziale Europa Clipper e tre strumenti a bordo, diretto alla luna di Giove Europa nei prossimi cinque anni. Il convertitore di potenza, sviluppato con finanziamenti interni, supera i problemi di affidabilità che sistemi simili hanno avuto operando nello spazio.

Un fotoaccoppiatore, noto anche come optoisolatore, trasferisce i segnali elettrici tra due circuiti isolati usando la luce, in questo caso un array di sorgenti LED. Il dispositivo SwRI consente 15 kilovolt di isolati, controllo a bassa tensione per strumenti spaziali operanti fino a 10,5 kV.

"Funzionando in condizioni da -40° a 100° Celsius, il nostro convertitore di potenza è rinforzato per resistere ai rigori del lancio e alle condizioni di radiazioni avverse nello spazio, " ha detto Carlos Urdiales, un senior program manager nella Space Science and Engineering Division di SwRI. "Oltre ad essere in grado di resistere alle radiazioni ambientali intorno a Giove, il nostro fotoaccoppiatore è veloce, passaggio da 0 a 10 kilovolt in 23,4 microsecondi. La confezione da mezzo pollice pesa meno di 4 grammi e ha una tolleranza alle radiazioni superiore a 100 kilorad".

Il dispositivo di alta qualità offre elevata affidabilità e lunga durata in un ingombro relativamente ridotto, che è fondamentale per le applicazioni spaziali. L'optoaccoppiatore viene integrato nello spettrometro MAss per l'esplorazione planetaria (MASPEX), il Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS) e gli strumenti SUrface Dust Analyzer (SUDA) per la missione Europa Clipper. L'accoppiatore ottico di SwRI aiuterà a potenziare gli esami di astrobiologia per comprendere il mare sotto la superficie della luna e la potenziale abitabilità, nonché la caratterizzazione della sua atmosfera, ionosfera e magnetosfera.

"SwRI può configurare il dispositivo per adattarsi a una vasta gamma di applicazioni, " Urdiales ha detto. "Offriamo una maggiore affidabilità attraverso la ridondanza nell'array LED da 2 Amp ad alta corrente, che fornisce una velocità di avanzamento fulminea."

Oltre a resistere ai danni da radiazioni, l'array di LED inibisce il "rumore zener" associato all'illuminazione non uniforme del diodo ad alta tensione multi-giunzione. SwRI produce il fotoaccoppiatore per eliminare i difetti e le scariche associate, supportato da un diodo interno di protezione dalle scariche elettrostatiche, ed è progettato per prevenire i guasti associati all'ambiente gelido dello spazio.

"L'ottoaccoppiatore SW1001502 di SwRI è una scelta altamente affidabile per analizzatori elettrostatici ad alta tensione, deflettori, bias e sistemi di alimentazione passo-passo personalizzati, " ha detto Urdiales. "Può anche essere usato come elemento di controllo lineare ad alta tensione, una sorgente di corrente o uno stadio di uscita dell'amplificatore operazionale."