Convertisseur DC-DC optimal pour des avions plus électrifiés

Convertisseur DC-DC optimal pour des avions plus électrifiés
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En collaboration avec l'Universidad Politecnica de Madrid, GAIA Converter a développé un convertisseur DC-DC optimal pour les avions plus électrifiés MEA (More Electric Aircraft) avec une efficacité de plus de 96 %.
Par Alain Dieul

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Les convertisseurs DC-DC sont essentiels à la transition en cours vers un avion plus électrifiés (MEA). Le remplacement des systèmes hydrauliques et pneumatiques par des solutions électriques nécessite des convertisseurs optimisés en termes de taille, de poids et de puissance (SWaP) qui garantissent également des niveaux élevés d’isolation.

L’équipe R&D de GAIA Converter a travaillé en étroite collaboration avec l’Universidad Politecnica de Madrid pour développer et mettre en œuvre un nouvel outil de conception automatisé, basé sur un algorithme d’optimisation. L’équipe a été en mesure de respecter les spécifications strictes de la MEA, notamment les dimensions mécaniques, les conditions thermiques et les normes EMI, tout en faisant passer l’optimisation de la conception au niveau supérieur. Le projet a conduit à la création d’un prototype optimisé de convertisseur haute fréquence (1MHz) résonant LLC. Le convertisseur dispose d’une plage de tension d’entrée de 220 V à 320 V et délivre une puissance de sortie de 1,5 kW à une tension de sortie de 28 V. Ce convertisseur atteint un rendement élevé de plus de 96 % à pleine puissance, avec une densité de puissance de 32 kW/dm3, (boîtier Half-Brick) et une plage de variation de fréquence étroite (15 %).

La conception de tous les composants clés du convertisseur LLC a été sélectionnée sur la base de l’algorithme d’optimisation. L’outil a permis à l’équipe de sélectionner les paramètres optimaux du circuit résonnant, la conception du transformateur de type  Matrix et les semi-conducteurs (GAN, MOSFET) pour les étages onduleur et redresseur, selon des exigences de conception spécifiques qui ont été validées tout au long du processus.

Cette recherche simplifiera le processus de conception pour obtenir des convertisseurs DC-DC hautement efficaces capables de répondre aux normes MEA et ouvrira la voie à de futures innovations en matière de densification de la puissance.

« L’évolution vers la MEA est essentielle pour développer des avions plus efficaces et réduire les émissions conformément aux engagements climatiques de l’industrie aérospatiale. Ce projet démontre comment des systèmes intégrés de conversion de l’énergie hautement fiables et efficaces peuvent faire partie de la solution et soutenir la transition vers la MEA. » déclare Henri Huillet, PDG de GAIA Converter.

« En combinant les années d’expertise de l’équipe R&D de Gaia Converter avec les connaissances approfondies de notre équipe à l’Universidad Politécnica de Madrid, nous avons pu faire un bond en avant significatif en soutenant le développement de solutions de pointe pour les applications critiques du marché. » ajoute Miroslav Vasic, professeur associé à l’Universidad Politécnica de Madrid.

www.gaia-converter.com

 

 

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