Une solution magnétique intégrée pour les applications spatiales de conversion d'énergie

Un ensemble magnétique intégré a été développé pour prendre en charge la conversion de puissance DC-DC isolée dans les unités de conditionnement et de distribution de puissance (PCDU), où les contraintes d’encombrement, de masse et de complexité des interconnexions sont particulièrement strictes. La solution répond à ces contraintes grâce à une conception de magnétique intégrée sur mesure développée par Exxelia pour des architectures de PCDU de grade spatial.

Regroupement du transformateur et de l’inductance DAB dans un seul ensemble
La solution intègre, au sein d’une même structure magnétique, le transformateur et l’inductance requis par une topologie à double pont actif (DAB). En regroupant ces fonctions, la conception réduit le nombre de composants discrets et le câblage interne tout en préservant le comportement électrique à des fréquences de commutation élevées. Cette approche vise les PCDU utilisés dans les applications spatiales, où l’intégrité mécanique et la prévisibilité des performances constituent des critères clés de qualification.

Performances électriques à haute fréquence de commutation
L’ensemble magnétique intégré est spécifié pour des niveaux de puissance compris entre 1 et 2 kW et fonctionne sur une plage de fréquences de commutation de 100 à 200 kHz. En conditions nominales, le rendement est annoncé proche de 99 %, ce qui traduit de faibles pertes magnétiques et de conduction malgré un facteur de forme compact. Ces performances sont cohérentes avec les exigences de rendement des convertisseurs DC-DC isolés utilisés dans les chaînes de distribution de puissance des satellites.




Encombrement, masse et intégration mécanique
L’intégration physique constitue un aspect déterminant de la conception. L’ensemble présente des dimensions d’environ 75 × 65 × 20 mm pour une masse d’environ 250 g. Ces caractéristiques sont destinées à faciliter l’intégration dans des PCDU à forte densité, où la réduction du volume et du poids influe directement sur les marges de conception système et les contraintes de lancement.

Matériaux et qualification pour les environnements spatiaux
La solution magnétique a été conçue pour résister aux conditions environnementales typiques des applications spatiales, notamment les cycles thermiques répétés et les sollicitations mécaniques. Le choix des matériaux, les procédés d’imprégnation et la conception structurelle ont été adaptés afin d’assurer une stabilité à long terme et la conformité aux exigences de qualification. Ces mesures répondent aux enjeux de fiabilité liés à l’exploitation de l’électronique de puissance haute fréquence dans des environnements mécaniquement et thermiquement contraignants.

Contexte d’application dans les PCDU spatiaux
Au sein des PCDU de grade spatial, l’ensemble de magnétique intégrée prend en charge les étages de conversion DC-DC isolés assurant la distribution et le conditionnement de la puissance embarquée. En réduisant les interconnexions et le nombre de composants, la conception vise à simplifier l’assemblage et à renforcer la robustesse, sans modifier les principes de fonctionnement établis du DAB ni les spécifications électriques.

www.exxelia.com