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High density power conversion

軌道上で自律的に判断する人工衛星のためのスケーラブルで冗長構成の電源

電力密度アイコン

高電力密度

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高効率

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低ノイズの技術

内部を冗長構成 アイコン

内部を冗長構成

Optimizing performance and redundancy for AI and machine learning applications

AIと機械学習アプリケーション向けに性能と冗長構成を最適化

優れた接続性

低軌道・中軌道衛星に搭載されているデジタル機器は飛躍的進歩を遂げており、特にそこで使われる高性能ネットワークASICには高電力密度、高効率で低ノイズの電力供給ネットワーク(PDN)が必須です。またこれらの配電ソリューションはTID（トータルドーズ）やSEE（シングルイベント効果）への耐性も備えなくてはなりません。

理想的な電力供給

Vicorの耐放射線電源モジュール を使うことで、高性能ネットワーク通信用ASICやプロセッサに必要な、高効率、高電力密度、低ノイズの電圧変換が実現でき、このことは最新の低軌道・中軌道衛星の 電力供給ネットワーク (PDN) として理想的です。

大電流供給に最適な高性能電源モジュール

高電力密度

最小限のサイズから高い電力密度で給電することで、信頼性の高い宇宙での運用を維持しながらリアルタイム処理を可能にします。

高効率

Vicorのファクトライズド・パワー・アーキテクチャを使うことで、プロセッサのできるだけ近くで電圧変換ができるため、配電損失を大幅に低減することができ、厳しい低電圧・大電流給電の要件があるプロセッサへ、最適に電力供給ができます。

スケーラビリティ

モジュールで構成する電力供給ネットワークは、人工衛星のサイズやミッションプロファイルの変更にも柔軟に対応できます。電源がコンパクトにできるため、別の人工衛星にもシームレスで組込むことができ、宇宙技術の進歩に合わせて性能の最適化ができるため、長期的なサステナビリティにも貢献します。

低ノイズ

ノイズが少ないゼロ電流・ゼロ電圧スイッチングを使っているため、電気的干渉を小さくすることができます。余計なノイズが最小限に抑えられ、シグナル・インテグリティが向上することで、AIを搭載した人工衛星によるデータの正確かつ迅速な処理が可能になります。

Vicor 電源モジュールが配置してある評価ボードの図解

電力変換部を二重化したフォルトトレラント電源

SEFI（シングルイベント機能割込み）への耐性は、並列に接続された２つの同一の電力変換部を、フォルトトレラント制御ICとともに高電力密度のモジュールに収めた冗長アーキテクチャによって実現しました。片方の電源パスに障害が発生すると、保護回路によって強制的に電源オフ・リセットされます。その間、リセットが完了して両方の電力変換部が並列動作に戻るまで、もう一方の電源パスによってシームレスにフル稼働が維持されます。この冗長設計により、長期的に安定性が強化され、AI搭載の人工衛星が宇宙空間で自律的かつ効率良く機能できるようになります。

電力変換部を二重化したVicorモジュールの図解

理想的なPoL電源システム:
Vicorのファクトライズド・パワー・アーキテクチャ(FPA)

ファクトライズド・パワー・アーキテクチャ (FPA) とは、従来の単体のDC-DCコンバータを、機能別に電源モジュールに分解した構成です。電圧調整機能のモジュールであるPRMと変圧機能モジュールVTMです。電力変換のスイッチング方式と制御方式には、ゼロ電圧・ゼロ電流スイッチング技術を使っており、それぞれのモジュールで最適化されて、低ノイズ・低損失を実現しています。PRMとVTMの各コンポーネントは高電力密度・高効率・低ノイズの電源モジュールです。VTMは変圧の機能のみとすることで小型にできるため負荷の近くに置くことができます。大電流のアプリケーションで基板の配電損失を最小限に抑えることができます。

衛星向けVicorファクトライズド・パワー・アーキテクチャーの図解

放射線耐性を高めた市販製品で完結するソリューション

100V LEO衛星の電力供給ネットワークの図解

Vicorの放射線耐性を高めたCOTS（市販製品）による電源ソリューションを用いて、高電圧バス入力から低電圧の変換までの電源ネットワーク全体を統合することで、設計の無駄を省き、市場投入までの時間とシステムコストが削減できます。小型の人工衛星搭載部品を使うことで基板スペースを最大限に活用することができます。

BCM3423 SM-ChiP™

BCM3423 バスコンバータモジュール

絶縁 電圧変換比固定

入力電圧: 100V (94 – 105V, 120V transient)

出力電圧: 33V (31 – 35V)

出力電力: 400W 

Kファクター: 1/3

ピーク効率: 96%

33.5 x 23.1 x 7.4mm

26g

50krad, 35MeV•cm2/mg

Vicor PRM2919 SM-ChiP™

PRM2919 レギュレータ

非絶縁 レギュレータ

入力電圧: 33V (30 – 36V)

出力電圧: 25V (13.4 – 35V)

出力電力: 200W

出力電流: IOUT 7.69A

ピーク効率: 97.5%

29.2 x 19.0 x 7.4mm

18.2g

50krad, 35MeV•cm2/mg

Vicor VTM2919 SM-ChiP™, K factor 1/32

VTM2919 0.8V, 150A 電圧変換モジュール

絶縁 電圧変換比固定

入力電圧: 25V (13.4 – 35V)

出力電圧: 0.42 – 1.1V

出力電流: 150A

Kファクター: 1/32

ピーク効率: 94.3%

29.2 x 19.0 x 4.9mm

13.3g

50krad, 35MeV•cm2/mg

Vicor VTM2919 SM-ChiP K factor 1/8

VTM2919 3.3V, 50A 電圧変換モジュール

絶縁 電圧変換比固定

入力電圧: 25V (16 – 32V)

出力電圧: 2 – 3.8V

出力電流: 50A

Kファクター: 1/8

ピーク効率: 95.2%

29.2 x 19.0 x 5.5mm

11g

50krad, 35MeV•cm2/mg

実績があり信頼できるサプライヤー

Vicorは米国で40年以上にわたり、革新的で受賞歴のある電源モジュールを設計・製造しています。マサチューセッツ州アンドーバーの製造工場は、垂直統合されており、製造ライフサイクル全体を高い精度で管理することで品質を保証し、サプライチェーン混乱のリスクを最小限に抑えています。

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