Anonim

Il est difficile d'exagérer l'importance du changement d'attitude vis-à-vis de l'utilisation de composants commerciaux pour des applications de défense et d'aérospatiale. De nombreuses années depuis sa création, le concept de commerce standard (COTS) s'est constamment heurté à la résistance et a également défait habilement les arguments contre son adoption.

Il serait naïf de suggérer que l’utilisation de composants commerciaux s’applique dans tous les scénarios et même son plus ardent partisan ne pourrait raisonnablement défendre de façon irréfutable l’utilisation d’appareils spécialisés dans les cas où il n’existe pas d’autre solution COTS appropriée.

Mais dans le même esprit, condamner ces alternatives sans procès est également extrême. Et pourtant, il semble exister une certaine appréhension lors de l’évaluation des équipements MIL-SPEC, en particulier lorsque les équipements en question sont des convertisseurs continu-continu. La raison derrière cela pourrait résider davantage dans leur construction que dans leur fonctionnalité.

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Les principes fondamentaux de la conversion DC-DC sont bien compris et largement déployés, dans tous les secteurs et sur tous les marchés verticaux. L’application de ces principes représente donc un défi minime pour les fournisseurs spécialisés en termes de performances électriques.

Un hybride avant le scellement, montrant un grand nombre de conducteurs et de fils à sécuriser.

Pour pouvoir être utilisés dans des applications militaires, les convertisseurs doivent respecter les spécifications électriques telles que MIL STD 461E pour EMI, MIL STD 1275 et 704 pour les surtensions d’entrée et de transitoires, ainsi que les exigences environnementales couvertes par MIL STD 810, telles que les chocs, les vibrations, l’altitude et les atmosphère de sel. Ici, il n'y a pas de différence entre les produits hybrides et COTS.

La possibilité de répondre aux spécifications des produits finaux des clients sans avoir besoin de composants supplémentaires, tout en conservant tous les avantages des logiciels commerciaux normaux, est généralement à la source du doute. Mais en prenant en compte les exigences clés et en évaluant le fournisseur, vous pouvez dissiper ce doute.

Le principal avantage de COTS est la réduction des coûts.

En fabriquant des appareils en volumes de production et en utilisant des composants et des processus disponibles dans le commerce, les économies d’échelle sont mises à profit et les prix unitaires sont réduits. Pour les convertisseurs hybrides, ces économies ne sont tout simplement pas présentes.

Mais les problèmes vont plus loin. Les attributs physiques tels que la taille et le poids jouent un rôle important dans la sélection. Les convertisseurs hybrides font bon usage de la matrice nue, qui offre un conditionnement plus petit et une dissipation de chaleur améliorée. Ceci, à son tour, peut conduire à ce qui apparaît comme une petite taille globale. Cependant, il n'est pas rare que les feuilles de données des fabricants omettent de détailler les composants externes nécessaires lors de la détermination des dimensions de convertisseur - composants qui sont beaucoup plus faciles à intégrer dans la construction de convertisseurs COTS, grâce à l'utilisation de plusieurs PCB et d'une conception 3D.

Par exemple, les réseaux d'inductances et de condensateurs, qui ne sont pas normalement attachés au substrat, nécessitent une liaison sécurisée à l'intérieur des enceintes hybrides, où l'espace est déjà limité, et doivent donc souvent être ajoutés à l'extérieur.

Par contre, les conceptions COTS utilisent souvent de nouvelles technologies telles que l’aimant planaire pour atteindre le même niveau de protection contre le bruit électrique, mais avec tout ce qui se trouve à l’intérieur de l’enceinte.

Toute personne familiarisée avec les pratiques de fabrication militaires peut s’attendre à ce que le revêtement conforme soit une pratique standard pour les convertisseurs hybrides, mais ce n’est pas le cas et la conception ne se prête pas à l’encapsulation.

Au lieu de cela, la protection de l'environnement est souvent assurée par un scellement hermétique, via un joint en verre ou en céramique. Cela peut être sujet à des dommages lors de la fabrication, du test ou de la préparation, et une fois qu'un joint hermétique est brisé, les matrices nues et les autres surfaces exposées d'un appareil hybride sont particulièrement vulnérables à la corrosion. Cette approche de joint en verre ou en céramique est également utilisée pour isoler les broches du boîtier métallique, ce qui entraîne des processus de fabrication complexes.

Les conceptions COTS qui ciblent les applications de haute fiabilité sont presque toujours entièrement enrobées. Un processus associé à une conception correcte permet de réussir le test difficile au sel / brouillard MIL STD 810 et fournit une intégrité à long terme.

En plus de fournir une excellente protection contre les chocs, les vibrations et l'exposition au sel / au brouillard, le composé d'enrobage confère également une bonne conductivité thermique au boîtier.

Les convertisseurs hybrides sont généralement spécifiés pour fonctionner à la température la plus élevée de 125 [degré] C, tandis que les convertisseurs COTS sont normalement limités à une température maximale de la plaque de base de 100 [degré] C. Si l'application demande une puissance maximale à 125 [degré] C, le style de construction des chemins thermiques courts, caractérisé par des convertisseurs hybrides, peut offrir un avantage par rapport aux dispositifs COTS.

L'application de composants commerciaux dans les systèmes MIL SPEC est imitée, dans une certaine mesure, par le transfert de la technologie développée à l'origine pour les environnements à haute fiabilité vers des applications grand public. Dans le même temps, il ne fait aucun doute que les convertisseurs CC-CC se situent entre le marché des pièces intégrales MIL SPEC et les composants commerciaux traditionnels.

En dernière analyse, ce qui distingue le plus les logiciels commerciaux des convertisseurs hybrides est le coût et les délais. Les appareils COTS permettent des économies de l'ordre de 100% par rapport à ces derniers, pour les deux métriques.