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Sistemas de reconocimiento y vigilancia

Vehículo de reconocimiento — Un solo panel en lugar de un inversor, convertidores DC-DC y un panel de distribución

Para un vehículo 4×4 de reconocimiento y vigilancia que alimentaba cuatro niveles de tensión DC y dos salidas AC desde equipos separados, conversión de potencia, distribución y BLACKOUT en un único panel de 3400 W: el PowerGuard TPS-24DCAC.

Plataforma
Vehículo 4×4 de reconocimiento y vigilancia — cabezal de vigilancia electroóptico / infrarrojo (EO/IR) sobre mástil telescópico, radios, computadora de misión, equipos de oficina y de prueba de 220 VAC
Cliente
Fabricante turco líder de sistemas de vigilancia electroóptica
Sector
Terrestre · reconocimiento y vigilancia
Año
2024
Unidad de conversión de potencia militar PowerGuard TPS-24DCAC (4× DC + 2× AC)

Cliente y contexto

Un fabricante turco líder de sistemas de vigilancia electroóptica se dirigió a TEDEG Defence para el subsistema de conversión y distribución de potencia de su programa de vehículo 4×4 de reconocimiento y vigilancia. El vehículo alimenta, al mismo tiempo, un cabezal de vigilancia electroóptico / infrarrojo sobre un mástil telescópico, radios militares, una computadora de misión y los equipos de oficina y de prueba de 220 VAC del compartimento del operador. En conjunto, estas cargas requerían seis niveles de tensión: 12, 24, 28 y 36 VDC, además de 120 y 220 VAC.

En el primer vehículo prototipo, cada nivel de tensión procedía de un equipo distinto: un inversor comercial, varios convertidores DC-DC y un panel separado de fusibles y distribución. El fabricante envió a TEDEG el informe de observación en campo del vehículo prototipo junto con los requisitos de la arquitectura eléctrica del vehículo. La solicitud era una unidad militar de conversión de potencia que funcionara desde la batería del vehículo, entregara los seis niveles de tensión desde un solo panel, produjera AC de onda sinusoidal pura y pudiera apagarse por completo con un solo interruptor en misiones nocturnas.

Desafío

Las pruebas en campo del vehículo prototipo y el informe de observación del equipo de integración mostraron con claridad dónde fallaba la arquitectura de potencia dispersa:

  • Espacio, peso y cableado: un inversor separado, convertidores DC-DC separados y un panel de distribución separado suponían tres puntos de montaje y tres mazos de cables en el compartimento del operador. Cada equipo tenía su propio cable de entrada tendido hasta la línea de la batería.
  • Onda sinusoidal modificada: la salida de onda sinusoidal modificada del inversor comercial provocaba calentamiento y ruido en la fuente de alimentación del cabezal de vigilancia y en los equipos de medición; la electrónica electroóptica sensible necesitaba AC de calidad de red.
  • Firma luminosa nocturna: cada equipo tenía su propio LED de estado y no podían apagarse de forma conjunta. En escenarios de vigilancia y emboscada, las luces indicadoras del compartimento del operador constituían un riesgo por sí mismas.
  • Protección y puntos de fallo: cada equipo se protegía a sí mismo con sus propios umbrales; averiguar a qué equipo había afectado una sobrecorriente en una línea implicaba trabajar en el vehículo.
  • Aislamiento: los retornos de las salidas DC estaban unidos al chasis de forma distinta en cada equipo, y se había notificado ruido por bucle de tierra en las líneas de los sensores.
  • Mantenimiento: sustituir un convertidor averiado implicaba intervenir en el cableado de tres equipos distintos.

El fabricante decidió encargar a TEDEG un único panel militar que cubriera todos estos requisitos.

Solución de TEDEG

TEDEG Defence reunió los requisitos del fabricante en la unidad de conversión de potencia PowerGuard TPS-24DCAC: cuatro niveles DC regulados, dos salidas AC de onda sinusoidal pura, un disyuntor en cada línea y modo BLACKOUT en un único panel de aluminio. El juego de conectores de salida y la disposición de montaje se definieron para ajustarse al mazo de cables del vehículo y al alojamiento del panel en el compartimento del operador.

Seis niveles de tensión, una sola entrada

El panel toma una entrada de amplio rango de 16–28 VDC (24 VDC nominales) del sistema eléctrico del vehículo a través de un conector D38999/24WE6PN, protegida por un fusible de 100 A dentro de la carcasa. Desde el bus DC se alimentan seis líneas de potencia independientes: las salidas de 12, 24, 28 y 36 VDC a 10 A cada una (120, 240, 280 y 360 W), y las salidas de onda sinusoidal pura de 120 VAC y 220 VAC a 10 A y 1200 W cada una. La potencia de salida instalada total es de 3400 W; como la corriente total a plena carga simultánea está limitada por el fusible de entrada de 100 A y por la capacidad de alimentación del vehículo, el plan de cargas del vehículo se elaboró con un factor de simultaneidad. Todas las salidas están aisladas galvánicamente de la entrada y entre sí, y cada línea DC tiene un retorno independiente que no está unido al chasis del vehículo. La eficiencia DC-DC es típicamente del 80% y la eficiencia DC-AC típicamente del 90%. Cada línea DC termina en su propio conector circular militar (D38999 y MS3102), y las líneas AC en tomas universal y Schuko.

Protección, BLACKOUT y misiones nocturnas

Cada una de las seis líneas dispone de un disyuntor térmico push-pull de 10 A en el panel frontal y de un indicador LED verde de estado alimentado a la tensión de la línea; las protecciones contra sobrecorriente, sobretensión, cortocircuito y sobretemperatura actúan a nivel de panel. El interruptor BLACKOUT del panel frontal apaga todos los indicadores de estado con una sola acción a través de un grupo de relés; las líneas de potencia no se interrumpen, solo desaparece la firma luminosa. En un escenario de vigilancia o de desplazamiento nocturno, el operador oscurece así todas las luces indicadoras del compartimento con un solo interruptor. La junta EMI en la unión entre el panel frontal y la carcasa, la malla EMI en las aberturas de los ventiladores y la carcasa de aluminio conforman el diseño EMI de un panel que trabaja en el mismo compartimento que la electrónica de vigilancia.

Gestión térmica, diseño mecánico y mantenimiento

Cuatro ventiladores de 24 VDC en la cara inferior se activan automáticamente mediante un termostato de 60 °C. El panel funciona de forma continua al 100% de plena carga entre −20 °C y +40 °C; a +60 °C los módulos DC-DC siguen funcionando al 70% y los módulos DC-AC al 60% de su capacidad. La carcasa es de chapa de aluminio soldada con recubrimiento de conversión de cromato MIL-C-5541 Clase 1A bajo pintura en polvo negro mate RAL 9005. Mide 420 × 350 × 147 mm y pesa 17–20 kg; los dos soportes de montaje de la cara posterior se utilizaron para ajustarse al alojamiento del panel en el vehículo. El panel frontal desmontable, fijado con 24 tornillos M4 perimetrales, da acceso completo a los módulos internos; gracias a las tarjetas de potencia modulares, un módulo averiado puede sustituirse en campo sin devolver la unidad a un depósito. Una etiqueta metálica marcada con láser lleva el número de pieza, el número de serie y el código QR.

Resultado

El TPS-24DCAC se entregó al programa de vehículo de reconocimiento y vigilancia del fabricante y sustituyó al inversor, los convertidores DC-DC y el panel de distribución del vehículo prototipo.

  • Un solo panel de 17–20 kg en lugar de tres equipos separados; un único punto de montaje y un único cable de entrada en el compartimento del operador.
  • Seis niveles de tensión (4 DC + 2 AC) desde un solo panel, cada uno con su propio disyuntor y conector.
  • La AC de onda sinusoidal pura alimenta el cabezal de vigilancia y los equipos de medición con calidad de red.
  • Con el interruptor BLACKOUT, todos los indicadores se apagan con una sola acción en misiones nocturnas, sin interrupción de la alimentación.
  • El panel frontal desmontable y las tarjetas modulares permiten el mantenimiento en el propio vehículo.

Resultados medibles

MétricaAnteriorSolución de TEDEGMejora
Equipos de conversión y distribución de potencia3 (inversor + convertidores DC-DC + panel de distribución)1 panel, 17–20 kgUn único punto de montaje, un único cable de entrada
Niveles de tensiónCada nivel desde un equipo distinto6 (4 DC + 2 AC) desde un solo panelDisyuntor de 10 A y conector por línea

Alcance técnico

Los valores proceden de los datos técnicos de cada producto; las especificaciones completas figuran en la página del producto.

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