Nuova progettazione elettronica per un'aviazione più verde
Nello sviluppo della mooderna tecnologia verde per il settore aeronautico, vengono impiegate tecniche di controllo del flusso attivo (AFC) per ridurre il rumore, le emissioni e il consumo di carburante. Gli attuatori piezoelettrici basati sul sistema microelettromeccanico (MEMS) per l'AFC prevedono requisiti rigorosi per quanto riguarda il livello di tensione di attuazione e il carico capacitivo. Tuttavia, i componenti degli amplificatori commerciali ad alta tensione sono per lo più grandi e pesanti e possono condurre solo carichi capacitivi moderati. In questo contesto, alcuni scienziati hanno avviato il progetto HIVOLA ("High voltage amplifier for MEMS-based active flow control (AFC) actuators"), finanziato dall'UE, per sviluppare un circuito integrato ad applicazione specifica ad alta tensione (ASIC), capace di azionare una serie di attuatori piezoelettrici basati su MEMS. Tra questi vi sono micro-attuatori a getto sintetico e micro-attuatori a getto pulsato. L'ASIC sviluppato si compone di sei stadi di amplificatore ad alta tensione con elettronica integrata per il monitoraggio della temperatura e il controllo dello spostamento di fase. Inoltre, conduce carichi capacitivi alti, fino a 600 nanofarad (nF), e ammette tensioni di funzionamento fino a 300 V. In particolare, la progettazione dell'ASIC impedisce l'accoppiamento indesiderato per garantire la piena funzionalità del sistema anche in caso di malfunzionamento di un singolo sotto-circuito. Inoltre, ogni fase di alta tensione è alimentata separatamente e può condurre un carico massimo di 100 nF. In caso di eccessivo riscaldamento, un circuito di controllo della temperatura integrato blocca il funzionamento del sottosistema. La soluzione HIVOLA riduce il consumo di spazio, peso e potenza in quanto miniaturizza l'elettronica in un ASIC, garantendo inoltre un'elevata efficienza. Grazie al suo successo, un ASIC di questo tipo può trovare applicazione anche in altri prodotti del settore aeronautico, oltre che nell'ambito dei sistemi di attuazione.
Parole chiave
Elettronica, attuatori, aerei, tecnologia verde per il settore aeronautico, controllo attivo del flusso, MEMS, attuatori piezoelettrici, carico capacitivo, alta tensione, componenti dell'amplificatore, circuito integrato ad applicazione specifica, sistemi
