Exxelia integriert DAB-Transformator und Induktivität für Raumfahrt-PCDUs

Diese Lösung ist kein Standardprodukt aus dem Katalog, sondern eine kundenspezifische Entwicklung. Es wurde entwickelt, um spezifische elektrische, thermische und mechanische Anforderungen auf Systemebene zu erfüllen und kann an beliebige Kundenspezifikationen angepasst werden.

Die neue Smart Integrated Magnetics Solution von Exxelia vereint Transformator und Induktivität einer Dual Active Bridge (DAB) in einer einzigen, kompakten Magnetbaugruppe. Dieser integrierte Ansatz reduziert Volumen, Masse und Komplexität der Verbindungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der elektrischen Leistungsfähigkeit bei hohen Schaltfrequenzen. Die Zielanwendung ist die isolierte DC/DC-Wandlung in PCDUs für die Raumfahrt, wo Effizienz, Zuverlässigkeit und mechanische Robustheit entscheidende Designkriterien sind.




Aus technischer Sicht ist dieses intelligente integrierte Magnetsystem für eine Leistung von 1 bis 2 kW bei einer Schaltfrequenz von 100 bis 200 kHz (Veispiel) ausgelegt. Die zugehörige Induktivität liegt im Bereich von wenigen µH. Die Gesamtbaugruppe erreicht unter Nennbetriebsbedingungen einen Wirkungsgrad von nahezu 99 %. Dies ist auf die sorgfältige Optimierung der Kernmaterialien, der Wicklungsgeometrie und der Magentkopplung zurückzuführen. Besonderes Augenmerk wurde auf Verluste und thermisches Verhalten gelegt, die in Umgebungen mit geringer Konvektion entscheidend sind.

Die mechanische Integration war ein zentraler Aspekt der Entwicklung. Die komplette Magnetlösung ist in einem flachen/planaren Gehäuse mit Abmessungen von ca. 75 × 65 × 20 mm und einer Gesamtmasse von ca. 250 g untergebracht. Diese kompakte Bauform ermöglicht die einfache Integration in dicht bestückte Leistungselektronikmodule und gewährleistet gleichzeitig die Beständigkeit gegenüber den mechanischen Belastungen, die typischerweise während Start und Betrieb auftreten.

Das Design wurde unter Berücksichtigung der hohen Umweltbelastungen, einschließlich Temperaturwechsel und mechanischer Beanspruchung, die für Weltraumanwendungen charakteristisch sind, entwickelt. Die Materialauswahl, die Imprägnierungsprozesse und das Strukturdesign wurden entsprechend angepasst, um langfrisitg Stabilität und Kompatibilität mit den Qualifikationsanforderungen zu gewährleisten.




Diese Smart Integrated Magnetics Solution verdeutlicht die Kompetenz von Exxelia, vollständig kundenspezifische Magnetkomponenten zu liefern, die in enger Zusammenarbeit mit Systemarchitekten und Leistungselektronikingenieuren entwickelt wurden. Obwohl die hier vorgestellte Lösung spezifisch für ein bestimmtes Programm und dessen Randbedingungen ist, spiegelt sie einen breiteren Ansatz wider, der sich auf andere Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen übertragen lässt, die kompakte, effiziente und integrierte Magnetkonstruktionen erfordern.

www.exxelia.com