Southwest Research Institute a développé une haute fiabilité, optocoupleur haute tension pour les applications de vol spatial. La NASA a sélectionné l'appareil comme interface d'alimentation entre le vaisseau spatial Europa Clipper et trois instruments à bord, à destination de la lune de Jupiter Europa dans les cinq prochaines années. Le convertisseur de puissance, développé avec un financement interne, surmonte les problèmes de fiabilité que des systèmes similaires ont rencontrés dans l'espace.

Un optocoupleur, également connu sous le nom d'opto-isolateur, transfère les signaux électriques entre deux circuits isolés à l'aide de la lumière, dans ce cas un réseau de sources LED. Le dispositif SwRI permet 15 kilovolts de courant isolé, commande basse tension pour les instruments spatiaux fonctionnant jusqu'à 10,5 kV.

"Fonctionnant dans des conditions de -40° à 100° Celsius, notre convertisseur de puissance est renforcé pour résister aux rigueurs du lancement et aux conditions de rayonnement défavorables dans l'espace, " dit Carlos Urdiales, un gestionnaire de programme principal dans la division des sciences et de l'ingénierie spatiales de SwRI. "En plus de pouvoir résister à l'environnement radiatif autour de Jupiter, notre optocoupleur est rapide, passant de 0 à 10 kilovolts en 23,4 microsecondes. L'emballage d'un demi-pouce pèse moins de 4 grammes et a une tolérance aux radiations de plus de 100 kilorads."

L'appareil de haute qualité offre une fiabilité élevée et une longue durée de vie dans un encombrement relativement faible, ce qui est essentiel pour les applications spatiales. L'optocoupleur est en cours d'intégration dans le MAss SPectrometer for Planetary EXploration (MASPEX), les instruments Plasma for Magnetic Sounding (PIMS) et SUrface Dust Analyzer (SUDA) pour la mission Europa Clipper. L'optocoupleur de SwRI aidera à alimenter les examens d'astrobiologie pour comprendre la mer souterraine de la lune et son habitabilité potentielle ainsi que la caractérisation de son atmosphère, ionosphère et magnétosphère.

"SwRI peut configurer l'appareil pour s'adapter à une gamme d'applications, " a déclaré Urdiales. " Nous offrons une fiabilité accrue grâce à la redondance dans la matrice de LED à courant élevé de 2 ampères, qui fournit une vitesse de progression ultra-rapide."

En plus de résister aux dommages causés par les radiations, le réseau de LED inhibe le "bruit Zener" associé à un éclairage inégal de la diode haute tension à jonctions multiples. SwRI fabrique l'optocoupleur pour éliminer les défauts et les décharges associées, sauvegardé par une diode interne de protection contre les décharges électrostatiques, et il est conçu pour empêcher les défaillances associées à l'environnement glacial de l'espace.

"L'octocoupleur SW1001502 de SwRI est un choix très fiable pour les analyseurs électrostatiques haute tension, déflecteurs, systèmes d'alimentation pas à pas de polarisation et personnalisés, " Urdiales a déclaré. "Il peut également être utilisé comme élément de contrôle linéaire à haute tension, une source de courant ou un étage de sortie d'amplificateur opérationnel."