Energie und Elektronik

Eine zuverlässige und effiziente Energieversorgung ist die Voraussetzung für die Funktion aller elektronischen Systeme an Bord von Raumfahrzeugen.

Der Leistungsbedarf von Satelliten reicht dabei von wenigen hundert Watt bis in den Bereich von mehreren zehn Kilowatt. Als primäre Energiequelle im Weltraum dienen sehr häufig Solarzellen, deren Ausgangsspannung für einen optimalen Energieertrag durch leistungselektronische Wandler geregelt wird.

Die Institute der Fraunhofer-Allianz Space entwickeln im Geschäftsfeld Energie und Elektronik sowohl hocheffiziente Solarzellen mit Wirkungsgraden bis zu 46 Prozent als auch hocheffiziente und kompakte Leistungselektronik mit Wirkungsgraden bis zu 99 Prozent.

Neben der Energieversorgung liegt ein weiterer Schwerpunkt ihrer Arbeit in der Entwicklung von hochzuverlässigen Satellitenkontrollern- und Kamerasystemen.

Kompetenzen

  • Entwicklung hochkompakter und hocheffizienter Leistungselektronik
  • Detaillierte elektrische und thermische Simulation von Leistungselektronik
  • Schaltungsaufbau auf Leiterplatten mit feinsten Strukturen bis hin zur Implementierung von Hochstromleitungen
  • Leistungswandler mit strahlungsfesten Gallium Nitrid-Transistoren
  • Analoge und digitale Regelungstechnik für hohe Schaltfrequenzen
  • III – V Solarzellen mit höchsten Wirkungsgraden
  • Hochzuverlässige, redundante Satellitenkontrollersysteme
  • FPGA basierte On-board Kontrollersysteme
  • MPP Tracking für Solarzellen und Thermoelektrische Generatoren

 

Projekte

  • Hochzuverlässige, redundante Plattform PowerPC MPC823e Einsatz in BIRD, TET, BIROS, Firebird
  • Multicore QorIQ P4080 mit 8 x MPC à 1,5 GHz. Einsatz in DEOS
  • Hochkompakter und effizienter Wechselrichter mit SiC-Transistoren zur terrestrischen Anwendung
  • Hochkompakter, resonanter, galv. getrennter DC/DC Wandler mit GaN-Transistoren. P = 1 kW f < 1 MHz