DCDC átalakító
(Rovat: Hazai kutatóhelyek és űripar - 2023.12.11 06:15.)

A C3S DCDC konverterének fejlesztése lépésváltás a magyar és az európai nagyműholdas ágazatban.

A C3S Kft. DCDC konverter fejlesztése TRL-6 szintre lépett, ami további, jelentős európai nagyműholdas projektekhez nyitotta meg a kaput a cég előtt. Az Európai Űrügynökség (ESA) felügyelete alatt létrehozott innovatív alrendszer megbízhatóságának, funkcionalitásának, nagyűrös minősítésének és további kiemelkedő jellemzőinek köszönhetően nagy figyelemre tarthat számot a nagyűrös szektorban is.

Az ESA Hungarian Industry Incentive Scheme (HU-IIS) keretei között zajló DCDC konverter fejlesztés lezárult. A C3S Kft. csapata befejezte az alkatrészek beültetését és a konverter mérési kampányát, így a projekt TRL-6-os szintre lépett. Ez nagy mérföldkőnek számít mind a magyar űripar, mind a C3S életében, hiszen megnyílt az út a nagyműholdas ESA küldetések előtt. Az ESA Artemis és Galileo küldetése a szélesebb közönség számára is ismert, jelen idejű projekt, és tudható, hogy az Űrügynökség csaknem tucatnyi nagyűrös projektet tervez még a közeljövőben.

A DCDC konverterek a műholdas energiaellátás alapkövei, hiszen a napelemekről érkező, fluktuáló egyenfeszültséget egyedi feszültség- és teljesítményszinten, zaj és hatásfok követelményekkel az adott elektronikának (legyen az mikroprocesszor, motor, kamera stb.) rendelkezésére bocsátani minden nagyműholdon specifikus, az adott helyzetre testre szabott kihívás.

Ezek a holdak általában 5–10 év feletti tervezett élettartammal készülnek, így mind a tervezésben, mind a komponensválasztásban csak a legnagyobb megbízhatóság jöhet szóba. A projekt során a C3S Kft. elvégezte a szükséges tervezést, az ESA által megkövetelt analíziseket és deszkamodelles méréseket, majd az űrös alkatrészekkel való tervezést. Ezt követte a mérnöki modell (EQM) gyártása, melynek során a nagy megbízhatóságú (és költségű) alkatrészeket a BME Elektronikus Eszközök Tanszékén a tisztatérben ültették be, és a mérések nagy részét is itt végezték el.

A C3S DCDC átalakítója

Az űrminősített, robusztus, speciális kialakítású integrált áramkörök könnyen felismerhetők aranyszínű kerámiatokozásukról. Működésük, paramétereik sokszor merőben eltérnek „földi”, pl. autóiparban használt megfelelőiktől, így egy teljesen űrminősített áramkör építése, bemérése és összehasonítása a földi megfelelőjével létfontosságú tapasztalat a cégnek. Természetesen a mérnökök arra törekednek a tervezés során, hogy az űrminősített és a nem űrminősített modell minél jobban hasonlítson, és az űrminősített áramkör minél kevesebb meglepetést tartogasson. Az egyedi induktivitások tervezését szoros együttműködésben végezte a C3S és egy dán, űrminősített tekercseket gyártó cég, hogy a paraméterek minél hasonlóbbak legyenek. Ezek után állította össze a C3S a terméket, valamint végezte el a mérési kampányt.

A gyártás végső inspekciózására az ESA által verifikált gyártási folyamat utolsó fázisaként a BD Sensors nagyűrös részlegében került sor. A BDS a C3S, az ESA és számos űripari szereplő ESA ECSS szabványai szerint üzemelő, hosszú távú üzleti partnere, amely a minőség-ellenőrzés záró szakaszában brnói laboratóriumának tisztaterével és ESA által minősített technikusaival járult hozzá a projekt sikeréhez.

A C3S által fejlesztett konverter 75 W teljesítményt képes leadni, egy ECSS-szabványos (ESA projektek során használt szabványcsomag), 22–38 V bemeneti buszról táplálva. A modul követelményei egy svájci űripari szereplőtől érkeztek, és egy motormeghajtó elektronika táplálására készültek. Kis zajjal, szimmetrikus ±44 V-os és +15 V-os kimeneteivel, ECSS-standard kommunikációs vonalaival, rugalmas szinkronizáló bemenetével és kiterjedt védelmi megoldásaival az űriparban széles körűen felhasználható DCDC konverter készült. Emellett a projekt további előnye, hogy a C3S Kft.-ben számos olyan „építőelemet” fejlesztettünk ki a tápegység megalkotásakor, mely később egyedi fejlesztések során is újra felhasználható, így lerövidíti a további tápegységek fejlesztési idejét.

A projekt zárása nagy mérföldkő a cég életében – az űrminősített tápegységeket felhasználó európai vállalatok ezentúl úgy tekinthetnek a C3S-re, mint egy olyan potenciális beszállítóra, amelynek már van az ESA felügyelete alatt készült, bizonyítottan működő, űrminősített konvertere.

Bagó László
(űripari rendszermérnök, C3S Kft.)