Un Français a développé un convertisseur DC-DC optimisé pour l’avion plus électrique

Le Bordelais Gaia Converter et l’Universidad Politecnica de Madrid ont développé un convertisseur DC-DC répondant aux spécifications rigoureuses des avions plus électriques dans lesquels les commandes hydrauliques et pneumatiques sont progressivement remplacées par des solutions électriques.

Société bordelaise implantée au cœur de l’Aerospace Valley et spécialisée dans les convertisseurs DC-DC haute fiabilité, Gaia Converter vient d’annoncer avoir développé, avec l’Universidad Politecnica de Madrid, un convertisseur DC-DC spécifiquement conçu pour répondre aux spécifications rigoureuses des avions plus électriques (ou MEA en anglais, More Electric Aircrafts).

Les convertisseurs DC-DC sont essentiels à la transition actuelle vers les avions plus électriques dans lesquels le remplacement progressif des commandes hydrauliques et pneumatiques par des solutions électriques nécessite des convertisseurs optimisés en termes de taille, de poids et de puissance (SWaP) et qui garantissent des niveaux élevés d’isolation.

L’équipe R&D de Gaia Converter a pour cela travaillé en étroite collaboration avec l’Universidad Politecnica de Madrid afin de développer un nouvel outil de conception automatisé, basé sur un algorithme d’optimisation. L’équipe a ainsi été en mesure de respecter les spécifications strictes de l’avion plus électrique, notamment les dimensions mécaniques, les conditions thermiques et les normes EMI, tout en faisant passer l’optimisation de la conception au niveau supérieur.

Cette coopération a conduit à la création d’un prototype de convertisseur haute fréquence (1MHz) résonant LLC. Le convertisseur dispose d’une large plage de tension d’entrée de 220 V à 320 V et délivre une puissance de sortie de 1,5 kW à une tension de sortie de 28 V. Ce convertisseur atteint un rendement élevé de plus de 96 % à pleine puissance, avec une densité de puissance de 32 kW/dm3 (boîtier demi-brique) et une plage de variation de fréquence étroite (15 %).

Le choix de tous les composants clés du convertisseur LLC a été effectué sur la base de l’algorithme d’optimisation. L’outil a permis à l’équipe de sélectionner les paramètres optimaux du circuit résonnant, la conception du transformateur de type Matrix ainsi que les semi-conducteurs (GaN, Mosfet) pour les étages onduleur et redresseur, selon des exigences de conception spécifiques qui ont été validées tout au long du processus.

« L’évolution vers l’avion plus électrique est essentielle pour développer des aéronefs plus efficaces et réduire les émissions conformément aux engagements climatiques de l’industrie aérospatiale. Ce projet démontre comment des systèmes intégrés de conversion d’énergie hautement fiables et efficaces peuvent faire partie de la solution et soutenir cette transition », se réjouit Henri Huillet, Pdg de Gaia Converter.