Moduli DC-DC ad alta efficienza per sistemi a batteria

TDK Corporation ha lanciato la serie TDK-Lambda i9C, un modulo di potenza DC-DC da 1500 W destinato all’automazione industriale, alla robotica, alle comunicazioni e alle apparecchiature alimentate a batteria. La serie combina un ampio intervallo di tensione in ingresso con un’architettura brevettata di pass-through progettata per ridurre le perdite di conversione in applicazioni come AGV, AMR, droni commerciali, robot umanoidi e sistemi di test.

La prima configurazione della serie i9C supporta un intervallo di ingresso da 9 V a 80 V e fornisce uscite regolate da 9,6 V a 60 V fino a 30 A. Secondo TDK, una seconda variante con ingresso da 9 V a 40 V e uscita da 5 V a 36 V fino a 50 A amplierà le opzioni disponibili per diverse architetture di potenza.

Architettura pass-through per ridurre le perdite di conversione
La principale caratteristica tecnica della piattaforma i9C è la tecnologia brevettata Programmable High-Efficiency Pass-Through (PHEPT) di TDK-Lambda. Questa tecnologia consente ai progettisti di definire un intervallo di tensione nel quale il modulo bypassa la regolazione attiva e collega direttamente l’ingresso all’uscita.

Nei convertitori DC-DC convenzionali, gli stadi di commutazione e regolazione generano perdite elettriche e termiche che riducono l’efficienza complessiva. Evitando la conversione in determinate condizioni operative, la serie i9C può raggiungere un’efficienza fino al 99 %, secondo l’azienda. La ridotta dissipazione di potenza diminuisce lo stress termico sui componenti e può prolungare l’autonomia dei sistemi alimentati a batteria.

Questo approccio è particolarmente rilevante per le applicazioni nella supply chain digitale, dove le apparecchiature mobili autonome operano spesso con vincoli termici ed energetici. La minore generazione di calore può inoltre ridurre i requisiti di raffreddamento e migliorare l’affidabilità nelle installazioni chiuse o con flusso d’aria limitato.

Ampio intervallo di ingresso per architetture di potenza industriali
La serie i9C è progettata come convertitore buck-boost non isolato, capace di funzionare quando la tensione di ingresso è superiore o inferiore alla tensione di uscita richiesta. Questa flessibilità consente a un singolo modulo di supportare diversi stati della batteria e configurazioni di bus DC distribuiti comunemente utilizzati nell’automazione industriale e nella robotica mobile.

TDK ha integrato il modulo in un formato wide quarter-brick con piastra base compatibile con raffreddamento a convezione, conduzione o aria forzata. Il design termico è destinato ad ambienti industriali con elevate temperature ambiente e flusso d’aria limitato.

Le funzioni integrate di protezione e controllo includono comando on/off a logica negativa, remote sense, segnale power-good, protezione regolabile da sovracorrente e recupero automatico. Il modulo include inoltre una modalità sleep a basso consumo configurabile per ridurre la dissipazione energetica durante condizioni di inattività o carico leggero.

La protezione regolabile da sovracorrente consente agli ingegneri di adattare i limiti di corrente ai requisiti specifici del sistema e di ridurre la necessità di circuiti di protezione esterni aggiuntivi.

Applicazioni nella robotica e nei dispositivi alimentati a batteria
La serie di convertitori è destinata a diversi segmenti dell’ecosistema industriale e della mobilità connessa, in particolare ai sistemi che richiedono conversione di potenza compatta ed elevata efficienza. Le applicazioni tipiche includono veicoli a guida automatica (AGV), robot mobili autonomi (AMR), droni commerciali, piattaforme robotiche umanoidi, apparecchiature per comunicazioni e sistemi portatili di test.

I sistemi robotici alimentati a batteria possono beneficiare di livelli di efficienza più elevati, poiché la riduzione delle perdite energetiche influisce direttamente sull’autonomia e sulla gestione termica. Nelle piattaforme mobili, la minore generazione di calore può semplificare la progettazione degli involucri e ridurre la dipendenza dai sistemi di raffreddamento attivi.

I moduli sono conformi ai requisiti di sicurezza IEC/UL/CSA/EN 62368-1 e dispongono delle marcature CE e UKCA per le direttive Bassa Tensione, EMC e RoHS.

Modificato dalla giornalista industriale Sucithra Mani con l’assistenza dell’IA.

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