Relever les défis de puissance dans les applications de haute altitude
Par David Rakovsky, COO
Tous les défis thermiques n'impliquent pas des environnements chauds ou humides, comme nous l'avons récemment découvert lorsque GlobTek a fourni une solution d'alimentation pour servir une application RFID. Dans ce cas, le constructeur était préoccupé par les problèmes de haute altitude liés à l'industrie du transport maritime et au fret aérien. Beaucoup ne se rendent pas compte que l'intérieur d'un avion, lorsqu'il est sous pression, a en réalité une altitude équivalente à environ 7 000 pieds (~2100 mètres).
Les défis auxquels l'électronique est confrontée en altitude vont de l'endommagement des condensateurs aux erreurs logicielles, mais ces problèmes sont normalement réservés aux concepteurs avioniques. Cependant, il existe de nombreux types d'appareils électroniques utilisés dans des aéronefs qui n'ont jamais été conçus avec l'avion comme environnement principal. Les tablettes, les ordinateurs portables et les lecteurs de musique sont couramment utilisés dans des situations où la pression de l'air n'a peut-être pas été prise en compte. En tant qu'appareils grand public, les problèmes d'exploitation en altitude sont une nuisance, mais avec l'électronique commerciale, des problèmes de fonctionnement peuvent endommager l'entreprise.
La technologie RFID a énormément renforcé la logistique et les avantages du suivi intelligent des colis ont révolutionné la gestion des chaînes d'approvisionnement. C'est la nature particulièrement omniprésente des systèmes RFID qui crée des problèmes d'exploitation environnementaux tels que la gestion des environnements à basse pression rencontrés pendant le transport aérien. Dans ce cas, le problème était la gestion thermique de l'alimentation électrique fournie.
L'aspect important dans cette situation était la gestion thermique de l'alimentation électrique dans l'air plus fin d'une soute de cargaison d'avion. L'air moins dense a également une capacité réduite à capturer et à déplacer la chaleur, ce qui pose des problèmes aux systèmes de refroidissement conçus pour les densités d'air et les caractéristiques thermiques au niveau de la mer. GlobTek a répondu aux besoins du client en veillant à ce que le système de refroidissement de l'alimentation puisse fonctionner à des altitudes aussi élevées que 9 500 mètres (9500 pieds). Les alimentations ont été testées en altitude pour s'assurer qu'elles répondaient aux exigences du client.
En plus de sa performance en altitude, l'alimentation GlobTek GT-41083-4024-T2 accepte un entrée universelle et est disponible dans les versions délivrant une sortie (pour cette application) de 24 VDC. Les caractéristiques supplémentaires comprenaient une régulation de la charge de sortie de ± 5 %, une ondulation de sortie de ± 1 % et une protection contre les surtensions et les courts-circuits. Au-delà de la compensation thermique pour l'altitude, d'autres changements devaient être faits pour servir l'application.
Il est important de se rappeler que les environnements difficiles sont souvent présents dans des situations et des applications inattendues et que lorsque les systèmes électroniques migrent plus profondément dans des systèmes susceptibles de présenter des situations changeantes au cours du cycle de vie, le concepteur doit se rappeler toutes les aspects ou risques qui peuvent compromettre la performance du produit dans certaines situations.
By David Rakovsky, COO
Not every thermal challenge involves hot or wet environments, as we recently found out when GlobTek provided a power supply solution to serve an RFID application. In this case the manufacturer was concerned with high-altitude issues related to the shipping industry and airfreight. Many do not realize that the interior of an airplane, while pressurized, actually has an equivalent effective cabin altitude of around 7,000 feet (~2100 meters).
The challenges electronics face at altitude range from capacitor damage to soft error, but these issues are normally reserved for avionics designers. However, there are many kinds of electronics operating in aircraft that were never designed with the aircraft as its primary environment. Tablets, laptops, and music players are all routinely used in situations where the air pressure may not have been taken into consideration. As consumer devices, problems with operation at altitude are a nuisance, but with commercial electronics operating issues can damage the business.
RFID technology has empowered logistics tremendously, and the benefits of intelligent package tracking have revolutionized how supply chains are managed. It is the very ubiquitous nature of RFID systems that creates environmental operating issues such as dealing with low-pressure environments encountered during air transport. In this case the concern was thermal management in the power supply we provided.
The important aspect in this situation was the power supply’s thermal management in the thinner air of an aircraft cargo hold. Less-dense air also has a lowered ability to capture and move heat, challenging cooling systems designed for sea-level air densities and thermal characteristics. GlobTek addressed the customer’s need by ensuring that the cooling system in the power supply was able to function at altitudes as high as 9500 feet (2950 meters). The power supplies were altitude-tested to ensure they met the customer’s requirements.
In addition to its altitude performance, the GlobTek GT-41083-4024-T2 power supply accepts a universal input and is available in versions delivering an output (for this application) of 24 VDC. Additional features included an output load regulation of ±5%, an output ripple of ±1%, and overvoltage and short-circuit protection. Beyond thermal compensation for altitude, other changes needed to be made to serve the application.
The important thing to remember is that challenging environments are often present in situations and applications you may not have expected, and that as electronic systems migrate deeper into systems that may present changing situations during the operating lifecycle the designer must remember to address every facet or risk compromising product performance in certain situations.