La technologie FlatSuppressX adapte les diodes aux alimentations avioniques haute tension
Littelfuse lance les diodes TVS (Transient Voltage Suppression) de la série AK-FL destinées à la protection des systèmes d’alimentation électrique CC haute tension dans les applications avioniques et eVTOL.
www.littelfuse.com
Ces composants axiaux sont conçus pour absorber des surtensions transitoires tout en limitant la tension appliquée aux circuits protégés. Cette série de diodes TVS, qui est proposée pour des courants de surtension de 6, 8 et 10 kA selon une impulsion 8/20 µs, vise notamment les architectures d’alimentation comprises entre 270 et 800 V CC.
Dans ces systèmes, la protection contre les transitoires doit répondre à deux contraintes : limiter suffisamment la surtension pour protéger les semi-conducteurs, tout en supportant l’énergie associée à l’événement transitoire. Littelfuse indique avoir développé la technologie FlatSuppressX pour maintenir une tension d’écrêtage relativement constante lorsque le courant de surtension augmente.
Une caractéristique électrique destinée à limiter la tension d’écrêtage
Une diode TVS est un composant de protection qui devient fortement conducteur lorsque la tension à ses bornes dépasse un certain niveau. Elle dérive alors une partie du courant transitoire afin de limiter la tension appliquée au circuit situé en aval. La tension réellement présente pendant cet événement, appelée tension d’écrêtage, dépend notamment du courant traversant le composant.
Littelfuse indique que les diodes AK-FL utilisent une caractéristique courant-tension (I-V) de « repli » (foldback) destinée à maintenir une tension d’écrêtage basse et stable lors de transitoires rapides. L'objectif est notamment de limiter le risque de latch-up, ou verrouillage, de certains circuits semi-conducteurs.
Ce phénomène peut survenir lorsqu'un composant électronique entre dans un état de conduction parasite à la suite d'une surtension. Dans une architecture d'alimentation haute tension utilisant des semi-conducteurs dont la tension admissible est plus faible que la tension nominale du réseau, le niveau d'écrêtage de la protection constitue donc un paramètre important dans le choix des composants.
Selon Littelfuse, la caractéristique FlatSuppressX permet de dissocier davantage la capacité à supporter un courant de surtension du niveau de tension maintenu pendant cet événement.
Des courants de surtension jusqu'à 10 kA
La série AK-FL de diodes TVL comprend trois niveaux de courant de surtension nominal : 6, 8 et 10 kA pour une forme d'onde 8/20 µs. Cette forme d'onde est couramment utilisée pour caractériser les dispositifs de protection contre les surtensions et représente une impulsion dont le courant atteint son maximum en environ 8 µs avant de décroître.
Ces trois variantes permettent d'adapter le dispositif au niveau de contrainte transitoire attendu dans le système. Les applications visées comprennent notamment les rails d'alimentation CC, les contrôleurs de puissance statiques (SSPC, Solid-State Power Controller) et les systèmes électriques utilisés dans les aéronefs et les eVTOL.
Les architectures électriques aéronautiques évoluent notamment vers des tensions continues plus élevées. Littelfuse cite des tensions de 270 à 800 V CC. Cette augmentation de tension permet de répondre à des besoins de puissance avec des courants plus faibles, mais impose également de nouvelles contraintes aux composants de commutation et aux dispositifs de protection contre les transitoires.
Qualification pour les environnements aéronautiques
Les diodes de la séries AK-FL sont annoncés comme conformes aux exigences environnementales de la norme RTCA DO-160 applicables aux équipements avioniques. Littelfuse indique également avoir évalué la série selon des méthodes d'essai issues de la norme MIL-STD-750.
Le fabricant mentionne notamment des contrôles portant sur l'inspection visuelle, les surtensions, le cyclage thermique et la polarisation inverse à température élevée. Il indique un taux de réussite de 100 % aux essais de contrôle réalisés selon ces méthodes.
Un composant axial destiné aux rails d'alimentation
Les diodes de la série AK-FL sont proposées dans un boîtier axial sans halogène, conforme à la directive RoHS et équipé de terminaisons E4 sans plomb. Le fabricant indique une compatibilité avec les procédés de soudage par refusion et à la vague.
Leur utilisation est principalement envisagée sur les rails d'alimentation CC et les circuits exposés aux transitoires dans les systèmes électriques avioniques. Dans un système comprenant des SSPC ou d'autres composants électroniques de puissance, la diode TVS est placée de manière à limiter la tension susceptible d'atteindre les composants sensibles lors d'un événement transitoire.
Littelfuse vise notamment les groupes motopropulseurs fonctionnant entre 270 et 800 V CC, les systèmes électriques d'eVTOL et les architectures de distribution électrique aéronautiques. La série AK-FL doit ainsi répondre à une contrainte particulière de ces systèmes : protéger les composants électroniques contre les surtensions sans que la tension d'écrêtage de la protection ne dépasse les niveaux admissibles par les semi-conducteurs utilisés.
Publié par Youssef Belgnaoui, rédacteur pour Induportals.
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