DC/DC-Wandler für Luft- und Raumfahrt
DC/DC-Wandler für Luft- und Raumfahrtanwendungen versorgen Sensoren, Kameras, Kommunikationssysteme, Steuergeräte und sicherheitsrelevante Funktionen zuverlässig mit stabilen Spannungen. Demke entwickelt kompakte und robuste Stromversorgungslösungen für Anwendungen, bei denen Bauraum, Gewicht, Wirkungsgrad und Betriebssicherheit entscheidend sind. Das Spektrum reicht von unbemannten Flugsystemen bis zu Rückkehrkapseln im Weltraum.
Zuverlässige Stromversorgung unter extremen Bedingungen
Elektrische Systeme in der Luft- und Raumfahrt müssen unter Bedingungen funktionieren, die weit über typische Industrieanwendungen hinausgehen. Begrenzter Bauraum, strenge Gewichtsvorgaben, schwankende Batteriespannungen, hohe mechanische Belastungen und extreme Umgebungsbedingungen stellen hohe Anforderungen an die Stromversorgung.
Während eines Raketenstarts wirken starke Vibrationen und Schocks auf die Elektronik. Unbemannte Flugsysteme können Feuchtigkeit, Salzwasser und grossen Temperaturunterschieden ausgesetzt sein. In Raumfahrtanwendungen muss die Stromversorgung zusätzlich unter Vakuumbedingungen zuverlässig arbeiten.
Unsere DC/DC-Wandler kombinieren kompakte Bauformen mit hohem Wirkungsgrad, robusten Aluminiumgehäusen und vollständig vergossener Elektronik. Je nach Anwendung werden Eingangsspannungsbereich, Ausgangsspannung, galvanische Trennung, Anschlüsse und mechanische Ausführung an die jeweiligen Anforderungen angepasst.
Kompakter DC/DC-Wandler für ein unbemanntes Rettungsflugsystem
Ein Kunde entwickelt ein unbemanntes Senkrechtstart- und Landesystem für Such- und Rettungseinsätze. Das Fluggerät soll unter anderem mit einer Thermalkamera nach vermissten Personen über der Nordsee suchen.
Innerhalb des Systems müssen Sensoren, Kommunikationsmodule und Kameraeinheiten zuverlässig mit stabiler Spannung versorgt werden. Gleichzeitig stehen nur wenig Bauraum und eine begrenzte Gewichtskapazität zur Verfügung.
Zusätzlich muss die Stromversorgung den klimatischen Bedingungen über dem Meer standhalten. Dazu gehören Feuchtigkeit, salzhaltige Luft, Temperaturschwankungen und mechanische Belastungen während des Flugbetriebs.
Für diese Anwendung kommt der DC/DC-Wandler 145-24-SD zum Einsatz. Sein Eingangsspannungsbereich von 26 bis 100 VDC ermöglicht die stabile 24-VDC-Versorgung der Bordelektronik auch bei schwankender Batteriespannung. Mit Abmessungen von nur 77 × 52 × 19 mm und einem Gewicht von 165 g lässt er sich auch in sehr kompakte Fluggeräte integrieren.
Der Wandler erreicht einen Wirkungsgrad von bis zu 95 %. Sein vollständig vergossener Aufbau schützt die Elektronik gegenüber Vibrationen, Feuchtigkeit und weiteren Umwelteinflüssen.
Durch die Kombination aus kompakter Bauform, geringem Gewicht und robuster Konstruktion stellt der 145-24-SD die benötigte 24-VDC-Versorgung bereit, ohne den verfügbaren Bauraum des Fluggeräts unnötig zu beanspruchen.
Galvanisch getrennter DC/DC-Wandler für eine Rückkehrkapsel: The Sky is Not the Limit 🚀
Ein Raumfahrtunternehmen entwickelt Rückkehrkapseln, mit denen wissenschaftliche Experimente und Fracht sicher aus dem Weltraum zur Erde zurückgebracht werden können.
Die Kapseln ermöglichen unter anderem Forschung unter Mikrogravitationsbedingungen. Dazu gehören biologische und materialwissenschaftliche Experimente, die nach der Mission auf der Erde ausgewertet werden.
Für den Wiedereintritt und die anschliessende Landung wird eine zuverlässige Stromversorgung für das Abbrems- und Fallschirmsystem benötigt. Die Energie wird aus einer Batterie bereitgestellt. Für eine angeschlossene Funktion ist dabei eine galvanisch getrennte Ausgangsspannung von 160 VDC erforderlich.
Als technische Basis dient ein Wandler aus der 739-Serie, der für die projektspezifischen Anforderungen angepasst wurde. Der DC/DC-Wandler erzeugt die benötigte Hochspannung zur Aktivierung des Fallschirmsystems.
Mechanische Belastung während des Raketenstarts
Während des Starts ist der DC/DC-Wandler starken Vibrationen und Schocks ausgesetzt. Elektrische Verbindungen und elektronische Komponenten müssen diesen Belastungen standhalten, ohne dass die Funktion der Stromversorgung beeinträchtigt wird.
Der Polyurethan-Verguss fixiert und schützt die Elektronik innerhalb des Gehäuses. Dadurch wird die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen während Start, Flug und Wiedereintritt erhöht.
Betrieb unter Vakuumbedingungen
Im Weltraum fehlen die üblichen Bedingungen für Wärmeabgabe und Konvektion. Materialien und Vergussmassen müssen deshalb für die vorgesehene Vakuumumgebung geeignet sein und dürfen die Funktion angrenzender Systeme nicht beeinträchtigen.
Die mechanische und thermische Auslegung des Wandlers wurde deshalb auf die Betriebsbedingungen der Rückkehrkapsel abgestimmt.
Der angepasste DC/DC-Wandler stellt die benötigte Spannung für das Fallschirmsystem bereit und unterstützt damit eine zentrale Funktion für die sichere Rückführung der Kapsel und ihrer wissenschaftlichen Fracht.
Kundenspezifischer DC/DC-Wandler für autonomen Personentransport
Für ein neuartiges Luftfahrtprojekt im Bereich autonomer Personentransportsysteme wurde eine vollständig kundenspezifische Stromversorgung entwickelt.
Die vorhandenen Seriengeräte konnten die geforderten elektrischen, mechanischen und dokumentarischen Anforderungen nicht vollständig abdecken. Deshalb wurde eine neue Wandlerlösung auf Grundlage des kundenspezifischen Lastenhefts ausgelegt.
Die Entwicklung umfasste die elektrische Konzeption, mechanische Integration, Auswahl geeigneter Materialien, Abstimmung der Schnittstellen sowie die Erstellung der benötigten Entwicklungs- und Produktdokumentation.
Aufgrund der luftfahrtspezifischen Anforderungen erfolgte das Projekt in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden. Anforderungen, Nachweise und Designentscheidungen wurden fortlaufend abgestimmt, bevor die ersten Prototypen gefertigt und ausgeliefert wurden.
So entstand eine Stromversorgungslösung, die gezielt auf die elektrische Architektur, den verfügbaren Bauraum und die Anforderungen des zukünftigen Luftfahrtsystems abgestimmt ist.
DC/DC-Wandler für dein Luft- oder Raumfahrtprojekt
Jede Luft- und Raumfahrtanwendung stellt andere Anforderungen an Eingangsspannung, Ausgangsspannung, Leistung, Gewicht, Bauraum, galvanische Trennung und Umgebungsbedingungen. Wir prüfen, ob sich ein bestehender DC/DC-Wandler eignet, eine bestehende Plattform angepasst werden kann oder eine kundenspezifische Entwicklung sinnvoll ist.
FAQs
Du hast Fragen? Wir haben Antworten!
Warum eignen sich DC/DC-Wandler für Luft- und Raumfahrtanwendungen?
DC/DC-Wandler stellen aus schwankenden Eingangsspannungen stabile Versorgungsspannungen für Sensoren, Kameras, Kommunikationssysteme und Steuergeräte bereit. In Luft- und Raumfahrtanwendungen sind zudem kompakte Bauform, geringes Gewicht, hoher Wirkungsgrad und eine robuste mechanische Ausführung entscheidend.
Warum ist eine galvanische Trennung in Luft- und Raumfahrtanwendungen wichtig?
Eine galvanische Trennung trennt Eingangs- und Ausgangsstromkreis elektrisch voneinander. Dadurch können unterschiedliche Potentiale voneinander getrennt und empfindliche oder sicherheitsrelevante Systeme zuverlässig versorgt werden.
Wie widerstehen DC/DC-Wandler Vibrationen und Schocks beim Raketenstart?
Mechanische Ausführung, robuste Gehäuse und vollständig vergossene Elektronik erhöhen die Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibrationen und Schocks. Bei projektspezifischen Lösungen wird die mechanische Auslegung an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepasst.
Können DC/DC-Wandler im Vakuum eingesetzt werden?
Ein Einsatz im Vakuum erfordert eine darauf abgestimmte thermische und mechanische Auslegung. Da im Vakuum keine konvektive Wärmeabgabe stattfindet, müssen unter anderem Gehäuse, Materialien und Verguss für die vorgesehenen Betriebsbedingungen geeignet sein.
Warum ist ein weiter Eingangsspannungsbereich bei unbemannten Flugsystemen wichtig?
Batteriespannungen verändern sich abhängig von Ladezustand und Belastung. Ein DC/DC-Wandler mit weitem Eingangsspannungsbereich kann diese Schwankungen abdecken und die Bordelektronik trotzdem mit einer stabilen Ausgangsspannung versorgen.
Sind kundenspezifische DC/DC-Wandler für Luft- und Raumfahrt möglich?
Ja. Eingangsspannungsbereich, Ausgangsspannung, galvanische Trennung, Anschlüsse sowie mechanische und thermische Ausführung können projektspezifisch an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepasst werden. Für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt gelten besondere vertragliche Anforderungen.
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