一种宇航用锂电池管理芯片可靠性验证方法与流程

本发明涉及一种宇航用锂电池管理芯片可靠性验证方法，属于电子元器件测试领域。

背景技术：

目前，锂离子蓄电池是宇航储能系统应用发展的趋势，随着宇航电源产品逐渐使用锂离子蓄电池组作为电源系统储能元件，对锂离子蓄电池组管理系统(bms)的可靠性、稳定性、轻量化、智能化的要求越来越高。国产化锂离子蓄电池组管理芯片的出现，打破了国外对bms应用领域主功能集成电路的垄断，尤其是基于高精度、高可靠性设计的宇航用国产化锂离子蓄电池组管理芯片的研制成功，为宇航用锂离子蓄电池组管理系统(bms)的轻量化、高可靠度、高精度设计打下了坚实的基础。

锂离子蓄电池管理芯片应用于航天器电源系统电池管理电路中，作为电池管理电路的主功能芯片，监测电池组的单体电压、电池组温度等重要信息，空间站技术指标多、要求高、在轨工作寿命长，对器件工作可靠性提出了非常高的要求。为获取元器件的应用特性数据，并降低锂离子蓄电池管理芯片在航天器应用电路内的风险，需要对宇航用锂电池管理芯片开展相关可靠性验证，以评估其宇航应用适应性。

现有的检测方法主要是对器件参数指标与手册上规范值的符合性进行检验，没有通过一系列试验、评估和综合评价工作，以确定元器件研制的成熟度和宇航应用的适用度。

技术实现要素：

针对现有技术的不做，本发明的方法旨在提供一种宇航用锂电池管理芯片可靠性验证方法，对宇航用锂电池管理芯片开展相关可靠性验证，以评估其宇航应用适应性。

一种宇航用锂电池管理芯片可靠性验证方法，该方法步骤如下：

步骤一、设计评价指标体系，对宇航用锂电池管理芯片可靠性关键参数进行分析；

步骤二、根据评价指标体系设计评价验证试验项目；

步骤三、开展结构分析工作；

步骤四、开展电特性一致性分析；

步骤五、开展极限性能评估；

步骤六、开展抗辐射性能评估；

步骤七、开展电特性适应性验证；

步骤八、开展力学环境和热学环境适应性验证；

本发明为获取元器件的应用特性数据，并降低锂离子蓄电池管理芯片在航天器应用电路内的风险，可有效对宇航用锂电池管理芯片开展相关可靠性验证，以评估其宇航应用适应性。

附图说明

图1所示为宇航用锂电池管理芯片结构分析流程图；

图2所示为宇航用锂电池管理芯片结构单元分解示意图；

图3所示为宇航用锂电池管理芯片典型应用电路示意图；

图4所示为本发明实施例的设计典型应用电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明是通过下述方案予以实现的：所述方法包括以下步骤：

步骤一、设计评价指标体系，对宇航用锂电池管理芯片可靠性关键参数进行分析；以下表1给出了评价指标体系。

表1

步骤二、根据评价指标体系设计评价验证试验项目，一般包括结构分析、功能性能分析、极限性能评估、抗辐射性能评估、板级电特性适应性评估、板级热学环境适应性评价、力学环境适应性评价、emc电磁兼容适应性评价等。

步骤三、开展结构分析工作，按图1和图2开展结构分析工作。

步骤四、对宇航用锂电池管理芯片的一致性进行分析，包括常温、高温、低温下关键参数的一致性分布情况，参数至少包括电池输入端总不可调整误差、辅助输入端总不可调整误差、电池输入端静态漏电流、辅助输入端静态漏电流、基准电压、基准电压线性调整率、基准电压开启时间、稳压器输出电压、稳压器线性调整率、稳压器负载调整率、转换期间主器件电源电流、数据回读期间主器件电源电流、软件关断主器件电源电流、完全关断模式主器件电源电流等。表1为典型宇航用锂电池管理芯片的一致性测试结果。

步骤五、对宇航用锂电池管理芯片的抗环境应力极限性能进行评估，包括输入电压应力、电源电压应力、温度应力、机械应力等，温度应力极限评估主要进行温度循环和温度冲击试验，机械应力主要进行冲击试验、随机振动试验、恒定加速度试验。表2为典型宇航用锂电池管理芯片的极限性能实测值。

表2宇航用锂电池管理芯片极限性能

步骤六、对宇航用锂电池管理芯片的抗空间辐射环境性能进行评估，包括总剂量效应和单粒子效应。

步骤七、按图4设计典型应用电路，对宇航用锂电池管理芯片在典型应用线路中的适应性进行验证，至少测试器件寄存器读/写命令执行正确性、读写时序、菊链式数据传输的正确性、静态/动态功耗。表3给出了典型宇航用锂电池管理芯片的板级电特性验证试验实测结果。

表3典型宇航用锂电池管理芯片的板级电特性验证试验实测结果

步骤八、对宇航用锂电池管理芯片的热学环境适应性、力学环境适应性进行验证，至少测试热循环、热真空、随机振动、正弦振动、机械冲击条件下宇航用锂电池管理芯片在典型应用线路中的适应性，测试参数包括器件寄存器读/写命令执行正确性、读写时序、菊链式数据传输的正确性、静态/动态功耗。

技术特征：

技术总结
本发明一种宇航用锂电池管理芯片可靠性验证方法，步骤如下：步骤一、设计评价指标体系，对宇航用锂电池管理芯片可靠性关键参数进行分析；步骤二、根据评价指标体系设计评价验证试验项目；步骤三、开展结构分析工作；步骤四、开展电特性一致性分析；步骤五、开展极限性能评估；步骤六、开展抗辐射性能评估；步骤七、开展电特性适应性验证；步骤八、开展力学环境和热学环境适应性验证。本发明为获取元器件的应用特性数据，并降低锂离子蓄电池管理芯片在航天器应用电路内的风险，可有效对宇航用锂电池管理芯片开展相关可靠性验证，以评估其宇航应用适应性。

技术研发人员：刘伟鑫;汪波
受保护的技术使用者：上海精密计量测试研究所;上海航天信息研究所
技术研发日：2018.12.18
技术公布日：2019.04.16