모듈형 설계, 확장 가능한 고밀도 전력 공급 통해 다양한 페이로드 및 정교한 조종 실현해

수중 검사 또는 수색에 동원되는 원격조종 수중로봇(ROV)이 효과적으로 작동하려면, 페이로드의 공간을 확보하면서 해류의 변화를 견디는 데 필요한 추력을 내야 한다. 주변환경에 안정적인 시야를 제공하는 고밀도의 견고한 전력 분배 네트워크(PDN)가 필요한 이유이다.

이에 VideoRay는 Vicor와 협력하여 부피가 큰 히트 싱크 및 EMI 필터 시스템의 필요성을 줄이는 방식으로 전력 밀도, 효율 및 낮은 EMI 노이즈의 까다로운 요구 사항을 충족시키고 있다. 이렇게 하면 다른 부가 가치 구성품을 위한 중요한 보드 공간을 보존하면서도 효율적인 쿨링을 가능하게 하는 세련되고 전력 밀도가 높은 시스템을 설계할 수 있다.
 
VideoRay 계류식 수중 ROV는 호스트 플랫폼 또는 선박에서 전력을 공급받으면서, 최대 305m(부유 모드 시 2000m)의 깊이에서 연중무휴 하루 24시간 작동할 수 있다. 또한 최대 8시간 동안 수중 작업 가동을 유지할 수 있으며, 비디오 및 통신 전송 전용으로 더 얇고 가벼운 테더 사용이 가능한 배터리 작동식 ROV도 개발 중이다.

특히 VideoRay는 단일 지능망에 있는 교체식, 모듈형 부품 ROV 시스템을 제공한다. 이 시스템은 특정한 임무, 시장 및 페이로드에 맞게 손쉽게 조정할 수 있는 매우 유연한 주문 제작 플랫폼을 제공한다.

VideoRay ROV는 크기, 무게 및 전개 속도 제한이 있는 어려운 임무를 처리하도록 설계되었다. 또한, 이 ROV는 강력한 추력, 긴 테더 길이, 고해상도 비디오 및 교체식, 모듈형 시스템에서 두각을 나타낸다.

고급 ROV 기능을 수행하기 위해, VideoRay는 더 깊은 수심에서 더 높은 전력과 더 우수한 기동성을 갖춘 소형화된 ROV를 설계할 수 있는 정교한 전력 분배 아키텍처를 요구한다.

많은 설계 요소 중에는 온보드 전력 부품의 모듈성 및 전력 밀도가 있다. 이것은 고객의 요구에 따라 ROV를 빠르고 쉽게 맞춤화하기 위해 강화된 민첩성과 더불어 진화하는 요구사항을 수용할 수 있게 한다. 이는 고성능 모듈을 교체하기 위한 유연성을 제공하는 확장성 ROV 포트폴리오를 VideoRay가 활성화할 수 있도록 하는 열쇠이다.

400VDC에서 저전압 전력 만들어내

모듈성이 뛰어난 VideoRay 플래그십 디펜더 시리즈 ROV는 Vicor DCM™ 시리즈 컨버터를 사용하여 침하 장비 내부의 모든 메인 추진기 및 제어 전자 부품에 전원을 공급하기 위해 400VDC 에서 저전압 전력을 만들어 낸다.

DCM 시리즈 DC-DC 컨버터는 모니터링 및 자동 종료 기능을 통합한 작은 풋 프린트에서 높은 전력 밀도를 실현하므로, 디펜더 시리즈의 적합한 후보이다. 이 DCM 시리즈는 보다 긴 테더에서의 큰 전압 강하를 허용하기 위해 넓은 입력 전압 범위를 수용한다.

VideoRay 프로 4 메인 컨트롤러(그림 2)에 사용되는 고효율, 고정비율 Vicor BCM® 버스 컨버터는 호스트 선박의 정류된 AC를, 72V DC로 컴팩트하게 변환하여 테더를 통해 ROV에 분배한다. 이 컨버터는 손쉬운 열 관리를 위해 고급 히트 싱크 및 액티브 쿨링을 사용한다. 상단 전력 컨버터에 있는 고전압 BCM 모듈은 방수 인클로저의 손쉬운 열 관리를 위한 고급 히트 싱크 및 액티브 쿨링과 함께, 테더 전압을 발생시키는 데 도움을 준다.
 

BCM은 매우 효율적인 공진 탱크 기반 DC-DC 컨버터 아키텍처인 Vicor 독점 SAC ™(Sine Amplitude Converter) 토폴로지를 사용하여 양방향 고정비율 DC-DC 변환을 수행한다. 광범위한 용도를 지원하기 위한 36~800V의 입력 전압 범위 및 다양한 K 팩터별 전압 변환과 함께, 일부 BCM에는 통합형 PMBus 텔레메트리, 컨트롤 및 EMI 필터링이 적용된다.

BCM은 최대 2,400W/in³의 전력 밀도 달성과 함께 98%의 최대 효율에 도달할 수 있으며 입력을 고전력 어레이에 병렬로 연결하고 출력을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 단일 모듈보다 훨씬 더 높은 출력 전압 및/또는 전류를 달성할 수 있다.

배터리 구동식 ROV의 경우, VideoRay는 배터리 관리를 위한 정전류 및 정전압 제어기능이 있는 Vicor 고전력, 고밀도, 97% 효율 PRM™ 벅-부스트 컨버터를 사용하고 있다. 영전압 스위칭(ZVS) 아키텍처가 적용된 PRM 벅-부스트 레귤레이터는 넓은 입력 전압 범위를 수용하고, 레귤레이션 및 조절 가능한 출력 전압을 제공한다.

VideoRay는 진화하는 요구사항을 충족하기 위해, 쉽게 확장되는 방식으로 성장하는 ROV 포트폴리오에서 Vicor 전력 모듈을 활용하고 있다. VideoRay와 Vicor의 협력을 통해 VideoRay가 보다 깊은 수심에서 하루 24시간 일주일 내내 연속 작동할 수 있는 작지만 강력한 ROV를 개발할 수 있도록 모듈형, 고밀도 전력 전송망 아키텍처를 혁신했다.