Roboter stärken: Entdecken Sie die DC-Stromlösungen von RECOM

Leiterplattenmontierte DC/DC-Wandler für mobile Roboter müssen kompakt, leicht (insbesondere für Drohnen) und robust sein. AC/DC-Wandler für stationäre Roboter müssen eine universelle Eingangsspannung, hohe Leistungsdichte und die Fähigkeit zum lüfterlosen Betrieb aufweisen.

All diese Variablen führen zu einer Vielzahl von Anforderungen an die Stromversorgung:

DC/DC-Wandler in Robotikanwendungen

Ein breiter Eingangsspannungsbereich ist erforderlich, um so viel wie möglich von der gespeicherten Batterieleistung zu nutzen – zum Beispiel würde eine 48V Li-Ion-Batterie einen DC/DC-Wandler mit einem nominalen Eingangsspannungsbereich von 20V – 60V benötigen, der jedoch in der Lage ist, kurze 100V-Transienten zu verarbeiten.

Viele Batteriechemien, insbesondere Li-Ion, können durch Tiefentladung irreversibel beschädigt werden. Daher ist ein DC/DC-Wandler mit eingebauter Unterspannungssperre (UVLO), der die Stromversorgung automatisch trennt, wenn die Spannung zu stark abfällt, nützlich.

Mobots verfügen in der Regel über eine Hochspannungs-Traktionsmotor-Batterie, die die benötigte Leistung bereitstellt, um den Roboter zu bewegen. Sie benötigen jedoch einen Niederspannungs-Bus (typischerweise 5V), um alle Sensoren, Kameras, Kommunikationsschnittstellen und Bewegungsmelder zu betreiben. Für höchste Systemfehlertoleranz ist es üblich, mehrere Niedrigleistungs-DC/DC-Wandler zu verwenden, um jede dieser Teilsysteme unabhängig mit Strom zu versorgen. Jeder DC/DC-Wandler sollte kompakt, leicht und dauerhaft kurzschlusssicher sein und über eine Ein-/Ausschaltsteuerung verfügen, um eine korrekte Einschalt-/Ausschaltreihenfolge zu ermöglichen.

Buck/Boost DC/DC-Wandler (bei denen die Ausgangsspannung niedriger, höher oder gleich der Eingangsspannung sein kann) können verwendet werden, um die variable Batteriespannung auf eine feste Versorgungsspannung zu stabilisieren, sodass die Motorleistung unabhängig vom Ladezustand der Batterie bleibt. Zum Beispiel liefert eine 48V-Li-Ionen-Batterie nach vollständiger Aufladung 53V und bei fast leerem Zustand 43V. Der RBBA3000 kann so programmiert werden, dass er über den gesamten Ladebereich der Batterie eine feste Ausgangsspannung von 48V bereitstellt.

Cobots sind dafür konzipiert, zusammen mit Menschen eingesetzt zu werden, um beispielsweise schwere Lasten zu heben oder kleine Teile in komplexen Montageprozessen auszuwählen und bereitzustellen. Cobots nutzen eine Reihe von Technologien, um das sichere Teilen des gleichen physischen Raums mit Menschen zu ermöglichen, wie Kraftsensoren, kamerabasierte virtuelle Begrenzungen und KI-gestützte sprachaktivierte Steuerungen. Cobots werden typischerweise durch das Stromnetz betrieben, verwenden jedoch eine verteilte Leistungsarchitektur, um die verschiedenen Subsysteme über unabhängige DC/DC-Konverter mit einem oder zwei Ausgängen mit Strom zu versorgen. Dies steigert die Systemsicherheit und gewährleistet einen ausfallsicheren sicheren Betrieb.

Bordkonverter sind eine besondere Kategorie von DC/DC-Wandlern, da sie mobil sind und denselben rauen Umgebungsbedingungen wie die Mobots selbst ausgesetzt sind – wie beispielsweise starke Erschütterungen und Vibrationen, Einsatz in feuchten, nassen oder schmutzigen Umgebungen sowie die Einhaltung spezieller Sicherheitsvorschriften für mobile Geräte. Außerdem ist ein breiter Eingangsspannungsbereich und eine einstellbare Ausgangsstrombegrenzung hilfreich, da sie von unterschiedlichen Traktionsbatteriepacks gespeist werden.  

Einige ausgewählte RECOM-Produkte, die für Robotikanwendungen geeignet sind: