Exxelia presenta una soluzione Smart Integrated Magnetics personalizzata per applicazioni di conversione di potenza in ambito spaziale
Exxelia ha sviluppato una nuova soluzione magnetica integrata intelligente (Smart Integrated Magnetics) progettata per la realizzazione delle unità avanzate di condizionamento e distribuzione di potenza (PCDU) che operano in ambienti difficili e ristretti, come i sistemi spaziali.
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Questa soluzione non è un prodotto standard a catalogo, ma il risultato di uno sviluppo personalizzato. È stata progettata per soddisfare specifici dei requisiti elettrici, termici e meccanici definiti a livello di sistema e può essere adattata per soddisfare qualsiasi serie di necessità specifiche del cliente.
La nuova soluzione Smart Integrated Magnetics di Exxelia combina il trasformatore e l'induttore per circuiti di conversione Dual Active Bridge (DAB) in un unico assemblaggio magnetico compatto. Questo approccio integrato mira a ridurre il volume, la massa e la complessità delle interconnessioni, mantenendo le prestazioni elettriche richieste dai sistemi di conversione ad elevate frequenza di commutazione. L'applicazione prevista è la conversione di potenza DC-DC isolata in unità PCDU qualificate per le applicazioni spaziali, dove efficienza, affidabilità e robustezza meccanica sono i fattori chiave di progettazione.
Da un punto di vista tecnico, questo componente Smart Integrated Magnetic è stato progettato per lavorare a livelli di potenza da 1 a 2 kW con una frequenza di commutazione da 100 a 200 kHz (esempio). L'induttore associato ha un'induttanza di pochi µH. L'insieme raggiunge un livello di efficienza vicino al 99% in condizioni operative nominali, riflettendo un'attenta ottimizzazione dei materiali del nucleo, dell'architettura dell'avvolgimento e dell'accoppiamento magnetico. Particolare attenzione è stata posta al contenimento delle perdite e al comportamento termico, che sono fondamentali per l’utilizzo in ambienti a bassa convezione.
L'integrazione meccanica è stata un aspetto centrale del processo di sviluppo. La soluzione magnetica completa si inserisce in un contenitore a basso profilo/planare che misura circa 75 × 65 × 20 mm, con una massa totale di circa 250 g. Il formatto compatto facilita la sua integrazione in moduli elettronici di potenza densamente popolati, supportando al contempo la resistenza alle sollecitazioni meccaniche tipicamente riscontrate durante il lancio e il funzionamento in orbita.
Il progetto è stato realizzato per affrontare i severi vincoli ambientali, tra cui i cicli termici e i carichi meccanici, che sono caratteristici delle missioni spaziali. La scelta dei materiali, i processi di impregnazione e la progettazione strutturale sono stati adattati di conseguenza, per garantire la stabilità a lungo termine e la compatibilità con i requisiti di qualificazione.
Questa soluzione Smart Integrated Magnetics illustra la capacità di Exxelia di fornire componenti magnetici completamente personalizzati, sviluppati in stretta collaborazione con architetti di sistema e ingegneri elettronici specializzati in sistemi di potenza. Sebbene la soluzione qui presentata sia specifica per un determinato programma e una serie di vincoli, riflette un approccio più ampio che può essere adattato ad altre applicazioni ad alta affidabilità che richiedono componenti magnetici compatti, efficienti e integrati.
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