
第 14 屆歐洲太空動力會議
本次活動的主題將涵蓋太空應用電力的關鍵方面,包括電源管理、太陽能發電機以及儲能
高功率和高電流密度
低雜訊供電
經過驗證的輻射耐受性
AI 賦能衛星需要具有越來越高的精密運算能力,這一需求不斷逼近最新超深亞微米 FPGA 和 ASIC 及其供電網路的極限。這些高性能處理器對低電壓、大電流供電提出了嚴苛要求,以實現在軌 AI 處理。 低軌(LEO)和中軌(MEO)衛星的散熱與耐輻射要求使其供電系統的設計更為複雜。
高功率密度
經過驗證的解決方案
耐輻射
Spacechps AI1 處理器是一種智慧、可重新配寘的收發器,提供高達每秒 133 萬億次運算(TOPS)的在軌 AI 和機器學習效能。這一效能水準能促進太空中人工智慧的創新使用,從而實現眾多新的對地觀測、在軌服務/組裝/製造(ISAM)、訊號情報(SIGINT)、情報監視偵察(ISR)及通信等應用,如追跡太空碎片以避免代價高昂的碰撞、檢測航天器的系統健康狀況、探測地球表面的熱點區域並預測爆發點。為了實現這一目標,Spacechips 與 Vicor 合作,為在軌 AI 處理提供關鍵的電源架構。Spacechips 首席執行官 Rajan Bedi 博士表示:“這些微型晶片的核心電壓約為 0.8 伏,TDC 為 130 安培。 實現這樣的電源軌是一個亟待解决的重大問題,通常需要大量的板載空間。 ”Vicor 解決方案的功率密度很高,結構緊湊,具備良好的散熱效能,可實現更小的設計和更佳的系統靈活性。
Vicor 專有的 Vicor 离散電源架構™ (FPA™) 通過將 DC-DC 轉換功能折開為專用的獨立模組,徹底革新了供電方式。 這種創新方案最大限度地利用了寶貴的電路板空間,同時降低减少功率耗損和雜訊,簡化了散熱管理,從而實現卓越性能和可靠性。
在 Vicor 耐輻射產品系列中,100VIN 固定比母線轉換模組(BCM)提供關鍵隔離與轉換功能,將輸入電壓降低三分之一後,為升降壓預調節模組(PRM)供電。PRM 精確穩壓後,將其傳遞至電壓轉換模組(VTM)。VTM 將 PRM 的穩壓輸出電壓轉換為 0.8V(可通過 PRM 在 0.42V 至 1.1V 範圍內微調),同時將電流放大 30 倍,為高電流 FPGA 供電軌供電。
模組化設計提供了無與倫比的效率、靈活性和功率密度 —— 這是苛刻環境下的關鍵優勢,如輻射暴露應用中的高性能運算。
基於 Xilinx Versal FPGA 的可重構人工智慧收發器,電信和訊號情報(SIGINT)運營商實現實时在軌處理,能够根據實时流量需求自主調整射頻頻率方案、通道劃分、調製方式及通信標準。 Vicor 電源轉換器模組還採用雙動力系統設計,為容錯性極低的航太應用提供內寘冗餘,確保動力系統的每一側均能獨立滿載運行。
“Vicor 的 FPA 在極小尺寸下提供了更精緻、高效的解決方案,”Bedi 表示,“其優勢遠超市場上的其他方案,領先不止一個量級。”
Vicor 分比式電源架構(FPA)將 DC-DC 轉換功能折開為多個獨立模組。通過採用耐輻射模組,母線轉換器(BCM)實現隔離功能,預調節模組(PRM)提供穩壓功能,而電壓轉換模組(VTM)完成直流轉換。該架構顯著提升了系統效率、靈活性及功率密度,尤其適用於高效能運算應用場景。
衛星 PRM™ 穩壓器
非隔離穩壓
輸入:33V (30 – 36V)
輸出:25V (13.4 – 35V)
功率:200W
電流:IOUT 7.69A
峰值效率:97.5%
29.2 x 19.0 x 7.4 毫米
18.2g
50krad, 35MeV•cm2/mg
衛星 VTM™ 電流倍增器
隔離固定比率
輸出:25V (13.4 – 35V)
輸入:0.42 – 1.1V
電流:150A
K 因子:1/32
峰值效率:94.3%
29.2 x 19.0 x 4.9 毫米
13.3g
50krad, 35MeV•cm2/mg
衛星 BCM® 母線轉換器
隔離固定比率
輸入:100V (94 – 105V, 120V 瞬態)
輸出:33V (31 – 35V)
功率:400W
K 因子:1/3
峰值效率:96%
33.5 x 23.1 x 7.4 毫米
26g
50krad, 35MeV•cm2/mg
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