Performance is not lost. GRASSHOPPER is the new, highly efficient power supply

Aug 17, 2023

Hungarian aerospace company C3S LLC. has created the GRASSHOPPER power supply, a high-efficiency converter based on Gallium Nitride (GaN) semiconductors. With a 750W power output, it has achieved a milestone in the European Space Agency’s (ESA) Hungarian Industry Incentive Scheme, advancing to TRL-5 level. An innovative design allows multiple units to connect in parallel, increasing power output and single-point failure tolerance. It meets the needs of both large and small satellite missions, including those of Thales Alenia Space, which defined project requirements. The current terrestrial demonstrator is adaptable for stratospheric and LEO use. The next phase focuses on a radiation-resistant unit with space-qualified components for larger satellites.

A teljesítmény nem vész el. GRASSHOPPER az új, kiemelkedő hatásfokú tápegység

A C3S Kft. által fejlesztett GRASSHOPPER (GaN-based Resonant Aerospace Switching-mode Supply, for High Output Power with Promising Efficiency and Reliability) tápegység bizonyított. A 750W teljesítményű, kiemelkedő hatásfokú konverter teljesítette az Európai Űrügynökség (ESA) Hungarian Industry Incentive Scheme (HU-IIS) végső mérföldkövét, így a TRL-5-ös szintre lépett. Ez a modell már sztratoszférikus és alacsony Föld körüli pályás felhasználásra is alkalmas. Következő cél a nagyműholdas alkalmazás!

A C3S Kft. GRASSHOPPER projektje ismét új technológiát hozott el az űripar számára, amely teljesítményében szintlépést jelent az űrös konverterek világában. A Gallium-nitrid (GaN) félvezetőkön alapuló technológia újdonságnak számít az űriparban, a teljesítmény nagyságrenddel történő növelése pedig azt jelenti, hogy a GRASSHOPPER szolgáltató konverter az eddigi ~100W-os tápegységekkel szemben 750W kimenő teljesítményt biztosít. A konverter célja, hogy a nagyobb műholdakon található napelemektől, 100-150V-os feszültségről egy szabályozott, 28V-os buszt állítson elő, és mindezt 94-97%-os hatásfokkal tegye, hogy a teljesítmény minél kisebb része alakuljon hővé és vesszen kárba.

A GaN technológia többek között a mobiltelefonokban és autókban kezdett teret hódítani, ahol a kis méret, és nagy hatásfok szintén előnyt jelent. Mivel a műholdakon kiemelkedően fontos, hogy a lehető legkevesebb energia vesszen el, és a fenti teljesítmény szilícium alapú technológiákkal, azonos paraméterek mellett nem érhető el, a technológia műholdas felhasználása forradalmi megoldást jelent.

A fejlesztett tápegység további előnye, hogy egyedi konstrukciójának köszönhetően több ugyanolyan tápegység párhuzamosan összeköthető. A párhuzamosan kapcsolt tápegységek nagyobb teljesítményt (akár több kW-ot is) ki tudnak szolgálni, illetve egy GRASSHOPPER meghibásodása esetén a fennmaradó párhuzamos modulok el tudják látni a feladatukat, így egyponthiba-tűrés valósítható meg. Ez a skálázható, hibatűrő konstrukció nagy előny lehet, hiszen a rendszer rugalmasan módosítható az aktuális projekt igényeinek megfelelően, így az egyedi gyártás helyett (amely műholdaknál még mindig általános) az újra-felhasználhatóság és a sorozatgyártás előnyeit hozhatja el a nagy- és a kisműholdas missziókba egyaránt.

A termék és a megvalósítás ötlete, csakúgy, mint a gyártás terve a C3S-től származott. Az innovatív elgondoláson túlmenően az elbírálásnál sokat számított, hogy a magyar űrös cég az ESA elképzeléseivel megegyezően készen állt ennek az új technológiának kitapasztalására és kifejlesztésére, a pályázat elbírálásában pedig döntő szerepet játszott az űrminősített tápegységes tapasztalat. A tápegység egy komoly űripari szereplő, a Thales Alenia Space specifikációi alapján készült. A cég lát perspektívát a nagy megbízhatóságú, teljesítményű és hatásfokú tápegység felhasználásában magaslégköri, kisműholdas, és nagyműholdas területen egyaránt.

A jelenlegi, földi alkatrészekből épített demonstrátor modell sztratoszférikus és CubeSat-nál nagyobb, LEO pályán történő alkalmazásokra mostani formájában is alkalmas. Az alacsony Föld körüli pályán túli, nagyműholdas felhasználás bizonyítása, azaz a tápegység sugárzásálló, űrminősített komponensekből való megépítése jelenti a projekt következő lépcsőfokát. Ez a következő kihívás a GaN alapú, űrminősített tápegységek gyártása felé vezető úton. A fejlesztés során a C3S minden egyes komponensnél figyelembe vette a további, mélyűrös felhasználás lehetőségét. A problémára tehát minden egyes beépített alkatrész esetében született a LEO pályához elégséges földi és a LEO-n kívüli missziókhoz szükséges űrminősített megoldás, így a következő mérföldkő sikeres teljesítése is elérhető közelségbe került.

A C3S és az ESA egyaránt biztos a következő lépcsőfok meglépésében is, hiszen a GRASSHOPPER megoldással a cég már most egy skálázható, rugalmasan műhold platformba illeszthető konverter termékcsalád alapjait fektette le, az európai piacon elsőként.

 

NEWS

C3S at Space Tech Expo 2022

C3S at Space Tech Expo 2022

Good morning Bremen! As returning exhibitors, it is amazing to see the evolution of Space Tech Expo Europe and the whole industry year by year. We are happy to be here again, share our new experiences, introduce our new products and prospects, and meet inspiring...

read more
C3S on the air

C3S on the air

One of the Hungarian public Television, channel M5 filmed at our premises this spring and summer. We received a lot of exciting questions and showed details about our small- and large satellite projects to the filming team. Thank you for the professional short films...

read more
Bye-bye RADCUBE, hello RADCUBE!

Bye-bye RADCUBE, hello RADCUBE!

One year ago, on a starlit August night, with tearful eyes we watched the launch of RADCUBE. Since then, our 3U satellite has orbited the Earth more than 5 000 times and delivered exciting information about space weather and magnetic field. Thank you EK, ICL,...

read more
Find a GRASSHOPPER on the picture!

Find a GRASSHOPPER on the picture!

There is no milestone our GRASSHOPPER wouldn’t leap. We proudly post that together with ESA and Thales Alenia Space we closed the GRASSHOPPER’s Design Review, so now, before jumping to TRL5, we can concentrate on the climate chamber measurement and thermal simulation...

read more
3U CubeSat RadCube operates steadily

3U CubeSat RadCube operates steadily

After many important mission milestones, our 3U CubeSat RadCube steadily operates with its cutting-edge subsystems. Approaching the end phase of the commissioning schedule, today we run a health check on the primary payload RadMag. Fingers crossed for Energiatudományi...

read more
RadCube has been operating flawlessly since launch

RadCube has been operating flawlessly since launch

Our RadCube satellite has been flawlessly operating for 8 days now. For the last days, we have continuously inspected the platform’s operation round-by-round. The downlinked telemetry data shows that the solar panels have opened, MPPTs are properly charging the...

read more
RadCube was successfully launched

RadCube was successfully launched

On the 17th of August 2021, at 03:47 CEST, C3S’s 3U-sized satellite platform was successfully launched into Low Earth Orbit. Since the launch by Arianespace Vega VV19 rocket we were able to establish a connection with Radcube, so a little time after the separation, we...

read more
RadCube will be launched on the 17th of August, 2021

RadCube will be launched on the 17th of August, 2021

On the 17th of August, 2021 C3S’s 3U platform will be launched. The spacecraft, that was born under the European Space Agency (ESA) General Support Technology Programme’s (GSTP) RadCube mission, is the first industrial satellite being built in Hungary, and so far, the...

read more