ヘリコプターの安全を支える「極限」の電源設計｜Vicorモジュールが実現したギアボックス監視システムのSWaP最適化

ヘリコプターのトランスミッション（ギアボックス）は、機体の安全を支える最も重要なサブシステムの一つです。過酷な環境下で動作するこのシステムにおいて、電源回路の設計には非常に高いハードルが存在します。

今回は、Vicorのモジュールを活用し、厳しい航空規格と物理的制約をクリアした電源設計の舞台裏をご紹介します。

お問い合わせはこちら

1.お客様が直面していた「課題」

振動・ノイズ・規格クリアのトリプルパンチ

ヘリコプターのメインローターから発生する強力な振動、および遠心加速度による機械的ストレスは、内部の電子部品に深刻なダメージを与えます。

トランスミッション制御ボックスを開発するお客様は、以下の3つの厳しい制約に頭を悩ませていました。

• 極限状態での信頼性確保: 振動や揺れ、ガタつきが常時発生する環境でも絶対に停止しない堅牢性。
• 厳しい航空規格への適合: 航空電子機器のEMI（電磁妨害）や電圧過渡に関する厳格なMIL規格をクリアすること。
• 物理的なスペース制限: 設置場所が限られているため、これ以上の大型化や重量増加は許されない。

2.掲げた「目標」

「薄型・軽量・堅牢」をすべて満たす電源システムの構築

プロジェクトのゴールは明確でした。単に動くだけでなく、ヘリコプターという特殊な機体に最適化された電源システムを作り出すことです。

• 省スペース化の徹底: 限られた制御ボックス内に収まる「薄型」かつ「小型」のサイズ感。
• 機体の軽量化への貢献: 磁気部品やコンデンサを含めたシステム全体の「軽量化」。
• 規格の完全準拠: MIL規格に適合し、ノイズや電圧変動に耐えうる堅牢な回路設計。

3.実現した「解決策（ソリューション）」

FAEチームの技術サポートと、高密度電源モジュールの融合

現地のVicor FAEチームがお客様と密に連携し、最適な電源トポロジーを構築しました。ヘリコプターの発電機が生成する270VDCをベースに、以下のような効率的な分散電源アーキテクチャ（DPA）を提案・導入しました。

• メインシステム: 1台目の「Brick Mini DC-DCコンバータ」で12Vレールを生成。そこから2台の「ZVS降圧レギュレータ」を駆動し、制御ボックスに必要な補助システム電圧を効率よく供給。
• 負荷直近（PoL）への供給: 2台目の「Brick Mini」で28Vバスを生成。電源から離れた負荷のすぐ近くに、小型の「PI31xx 絶縁型DC-DCコンバータモジュール」を2台配置し、電圧ドロップやノイズの影響を最小限に抑制。

まとめ

Vicorの高周波スイッチングトポロジー（回路技術）を採用したことで、以下の劇的な成果が得られました。また、Vicorのロードマップには、さらに小型・軽量化された新製品が予定されています。今回のアーキテクチャを引き継ぐことで、お客様は「将来の機体アップグレードにもスムーズに対応できる」という強い確信を得ることができました。

過酷な環境での電源設計にお困りでしたら、当社のFAEチームが、お客様の課題に合わせた最適なコンポーネント選定と回路設計をサポートします。お気軽にご相談ください。

関連商品