在現(xiàn)代多電/全電飛機(MEA/AEA)架構中,SSR正在取代傳統(tǒng)的接觸器和斷路器,實現(xiàn)配電系統(tǒng)的固態(tài)化、智能化。
發(fā)電機控制單元(GCU):固特為大功率交流發(fā)電機開發(fā)了基于SSR的智能勵磁控制與輸出斷路器。其毫秒級的動作速度可實現(xiàn)對電壓的快速調節(jié)和對短路故障的瞬時隔離,保障電網(wǎng)穩(wěn)定。
固態(tài)功率控制器(SSPC):這是SSR在航空配電中的高級形態(tài)。固特SSPC不僅具備傳統(tǒng)SSR的開關功能,還集成了精確的電流傳感、可編程的過流保護曲線(如I2t)、負載健康監(jiān)測以及總線通信(如ARINC 429, AFDX)能力。它能遠程控制每個用電設備的通斷,并實時上報狀態(tài),是實現(xiàn)飛機自動負載管理和健康預測的關鍵。

電傳飛控系統(tǒng)(Fly-by-Wire):在飛行控制作動器的驅動電路中,固特高可靠性SSR用于控制電機繞組電流,其卓越的EMC性能確保不會干擾敏感的飛行控制信號。
2. 航天器與衛(wèi)星:能源與姿態(tài)的生命線
太陽電池陣順序開關(S3R)技術:在衛(wèi)星電源系統(tǒng)中,需要對數(shù)十個太陽電池串進行順序導通控制,以調節(jié)母線電壓并實現(xiàn)各電池串的均衡利用。固特為此提供專用的高壓、高效SSR陣列,其*高的開關效率和可靠性,是保障衛(wèi)星在軌長期能源供給的基礎。
蓄電池組放電調節(jié)器(BDR):在衛(wèi)星進入地影期時,由蓄電池供電。固特SSR用于精確控制蓄電池的放電深度和保護,防止過放,其*低的導通損耗對于有限的星上能源至關重要。
姿態(tài)與軌道控制(AOCS):用于控制反作用飛輪、磁力矩器、推力器電磁閥等執(zhí)行機構。固特開發(fā)的抗輻射、高精度脈沖調寬(PWM)SSR,能夠精確控制微小推力的累計沖量,實現(xiàn)對衛(wèi)星姿態(tài)和軌道的毫米級、毫弧度級精度的調整。
3. 火箭與導彈:瞬間的精確與可靠
發(fā)動機點火與控制:固體火箭發(fā)動機的點火序列、液體發(fā)動機的閥門控制,都需要在*端惡劣的振動和溫度環(huán)境下**可靠地執(zhí)行一次性指令。固特為此類應用提供的超高功率脈沖SSR,能夠在毫秒內(nèi)釋放數(shù)千安培的電流,確保點火成功,并采用全密封和防爆設計。

彈載電源管理與彈道控制:在導彈有限的體積內(nèi),固特微型化、高密度封裝的SSR,用于管理彈上各分系統(tǒng)的供電時序,并控制氣動舵機或矢量噴管,實現(xiàn)飛行彈道的快速調整。
標桿項目:深空探測器的“耐久心臟”
在某個舉世矚目的深空探測器任務中,探測器將飛越數(shù)億公里,探索外太陽系天體,任務周期超過十年。其上的科學儀器供電與溫控系統(tǒng),需要一套能夠在無人維護、*端溫度、強輻射環(huán)境下長期可靠工作的功率開關解決方案。
固特承擔了核心功率分配單元(PCDU)中SSR模塊的研制任務,面臨前所未有的挑戰(zhàn):
超長壽命:設計要求15年零故障運行。
*端溫度:需在-100℃(深空背景)到+80℃(儀器工作)的范圍內(nèi)工作。
高強度輻射:需要應對木星等強輻射帶的影響。
*低漏電流:科學儀器信號*其微弱,要求SSR關斷時幾乎完全“絕緣”。
固特的解決方案體現(xiàn)了其技術**:
材料體系創(chuàng)新:基板采用高熱導率的氮化鋁(AlN)陶瓷,封裝外殼采用鈦合金,內(nèi)部采用金絲鍵合和高溫共晶焊,所有材料均經(jīng)過低放氣率篩選。
抗輻射加固設計:采用特殊的抗輻射芯片工藝,并在電路設計上采用三模冗余(TMR)和看門狗定時器,對單粒子翻轉(SEU)進行防護和自修復。
深度可靠性驗證:進行了累計超過200萬器件小時的加速壽命試驗、數(shù)千次的熱真空循環(huán)試驗,以及在地面模擬輻射源下的總劑量和單粒子效應試驗。
近乎完美的關斷特性:通過優(yōu)化器件結構和驅動電路,在200V工作電壓下,關斷漏電流被控制在pA(皮安)級別。

該項目取得了圓滿成功,探測器傳回了大量珍貴的科學數(shù)據(jù)。固特提供的SSR模塊在軌表現(xiàn)完美,被譽為探測器在深空嚴寒與輻射中持續(xù)跳動的“耐久心臟”。
未來前沿:迎接空天一體與可重復使用時代
隨著太空旅游、星座互聯(lián)網(wǎng)、可重復使用運載器等新業(yè)態(tài)的興起,對SSR提出了成本、性能與可靠性的新平衡需求。
低成本高可靠宇航級SSR:固特正在探索采用商用級(COTS)元器件加固和系統(tǒng)級防護策略,開發(fā)既能滿足中低軌任務要求,又能大幅降低成本的解決方案,助力巨型星座的建設和運營。
適用于可重復使用飛行器的智能SSR:針對火箭一子級回收、太空飛機等應用,SSR需要具備更強大的健康狀態(tài)監(jiān)測與壽命預測功能。固特研發(fā)的新一代智能SSPC,將集成更豐富的傳感器和自診斷算法,記錄每次飛行的應力載荷,為可重復使用次數(shù)評估提供數(shù)據(jù)支撐。
為月球基地與火星任務準備:未來的月球站和火星基地需要構建可靠的能源與生命支持系統(tǒng)。固特正在預研能夠適應月球塵埃、火星沙塵環(huán)境,以及在低氣壓甚至火星大氣(主要成分為CO?)環(huán)境下穩(wěn)定工作的特種SSR。
固特電氣深知,航空航天是“失之毫厘,謬以千里”的領域。公司建立了符合AS9100航空航天質量管理體系的完整流程,每一只宇航級SSR都擁有從晶圓到成品的全流程可追溯檔案。固特以對*致的追求和對安全的敬畏,將固態(tài)繼電器的可靠性推向了新的高度,持續(xù)為人類探索蒼穹、拓展生存邊界的偉大夢想,提供著堅實而靜默的基石。