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中电华星推出高可靠无人机电源整体解决方案

供稿:深圳市中电华星电子技术有限公司 2015/11/10 16:50:30

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  • 关键词: 无人机 电源
  • 摘要:国内最大的电源模块提供商中电华星结合自身优势,为无人机客户提供整套电源模块解决方案,中电华星的提供的方案体积重量为传统方案1/4甚至更少,满足无人机行业稳定供电、超小体积重量的要求。

   在设计针对无人机(UAV)的电源系统时,设计人员所关心的参数是尺寸(S)、重量(W)、功率密度(P)、功率重量比、效率、热管理、灵活性和复杂性。体积小、重量轻、功率密度高(SWaP)可以让无人机携带更多的有效载荷,飞行和续航时间更长,并完成更多的任务。更高的效率可以尽可能利用能源效率,最大限度地提高续航时间和飞行时间,也使热管理尽可能容易,因为即使是更少的功率损耗都会传递热量。

   为此,国内最大的电源模块提供商中电华星结合自身优势,为无人机客户提供整套电源模块解决方案,中电华星的提供的方案体积重量为传统方案1/4甚至更少,满足无人机行业稳定供电、超小体积重量的要求。

   经过中电华星市场部门调研,无人机有许多应用,从军工、电力、防灾减灾到消防,都可以由不同类别的无人机实现,按照能力主要有以下几类。

   在典型无人机电源链中,有一个基于涡轮的发电机提供3相ac电源,通过整流器转换为270V dc,然后通过隔离式DC-DC转换器转换为48V dc或28V dc。系统和数据链路,其中每一个都需要一个3.3V、5V和12V等的电压范围。因此,下游DC-DC转换器或niPoL(非隔离式负载点)需要为负载提供28V或48V dc母线所需的电压。为了实现高效率,高电压DC母线(270V、48V或28V)沿着无人机的电源链进行优先配电。由配电引起的功率损耗基于I2R(R为线电阻),由于较高的电压可以最大限度地降低损耗,从而降低了电流;尤其是大型无人机,还有很长的配电长度。

   在安全方面,在高电压DC母线(270V)和低电压DC母线之间需要进行隔离,当低于60V的电压与高电压隔离开时,就符合了SELV(安全特低电压)要求。

   据中电华星市场部负责人介绍市面无人机产品电源转换方面大多采用模块电源方案,后端采用芯片转换,后端功率一般不超过30W,低压母线供电,且体积重量不占优势。

   而中电华星无人机电源整体解决方案中采用Vicor全新ChiP DCM™。该系列产品采用全球领先的晶片封装技术, 600W功率长宽仅为46×23×7mm(普通一次性打火机大小),320W功率长宽仅为36×23×7mm(半只一次性打火机大小),最大功率可达1800W,效率高达93%。最重要的是重量:41克,远低于同等功率的标准电源模块重量。能提供从12V至420V输入和2.4V至55V输出的DC-DC转换。结合FPATM 和ZVS稳压器,这些全新功率器件有助于实现高密度、高效率和可扩展的源到负载电源系统解决方案。为无人机客户提供全新电源架构体系,体积重量远超现有模块电源方案。

中电华星无人机电源方案应用案例一:

   某公司推出的光电探测无人机产品,采用12S 48V供电系统,,飞控系统需要5V、6A供电,光电探测单元需要单路3.3V、45A大电流供电,中电华星为客户设计了12V母线供电方案,即将48V通过单只BCM转换器转换成12V母线电压,再通过两只ZVS非隔离转换器输出所需电压,整体供电效率高达93%,电源总体重量仅为52克,远超客户预期。

中电华星无人机电源方案应用案例二---系留无人机:

   无人机机身直接供电受限于电池重量和体积,滞空时间一般20-30分钟,远远无法满足无人机长时间滞空需求,国内几家大的无人机厂商专门针对长时间滞空需求推出系留无人机产品。即通过地面电缆向滞留空中的无人机供电,目前系留无人机最高可以爬高到300米高空长时间滞留。广泛应用于抢险救灾、雷达探测、通讯中继、侦查等工作。

   系留无人机需要携带很长的电缆升空,所以对电缆的要求非常高,不仅要细,而且要轻。这就需要高压输电,再通过机载的电源模块降压后为机载设备供电。为此,中电华星在自身技术积累的基础上为系留无人机产品开发了整套供电系统,在体积重量方面远超竞争对手,且采用高压直流供电,为系留电缆做细做轻争取了空间。

   某型系留无人机地面三相380V发电机发电,采用中电华星自主研发的高可靠前端APFC模块转换到500V通过系留电缆传输到无人机上,再通过机载Vicor的DCM将母线电压转换到48V、24V、12V、5V为各种机载设备及飞控旋翼系统供电。

中电华星无人机电源方案应用案例三---二次开发整体电源:

   某型无人机由于机载设备过多,使用环境复杂,需要定制三防多路输出电源模块,且需要航空级连接器连接。中电华星采用Vicor的DCM Chip产品整体为客户开发一款800W定制电源。输入满足两块12S锂电供电并接受电压波动范围(38-55Vdc),输出4路,分别为5、8、10、12Vdc,该产品拥有高效率、高功率密度、低纹波噪声等特点,在客户端各种苛刻测试中各项指标均超过客户要求。

主要电源产品介绍。

   中电华星自主研发高可靠10KWAPFC电源模块。可选择三相三线380Vac及690Vac输入,240、270、300、400、500Vdc输出。可应用与各类系留无人机地面发电机电能转换成所需母线电压。

   Vicor BCM产品。330-365V,260-410Vdc输入电压可选,输出电压覆盖8.1-51.3Vdc,单片功率最高可达500W,转换效率超过 97%,可以配合Vicor Cool-Power产品组成隔离稳压电源系统,体积小、重量轻,特别适合于应用在无人机等对体积重量要求高的产品中。

   Vicor DCM产品。300, 290, 270, 48, 28, 24Vdc额定输入电压可选,输出电压覆盖48, 36, 28, 24, 15, 12, 5, 3.3 Vdc等常用电压选项,超高的功率密度,占位面积功率高达1,244 W/立方英尺, 输出功率高达600 W。转换效率超过 93%,高达 4,242 Vdc隔离电压,最多可8单元并联且无功率降额。

   Vicor Cool-Power产品。两款输入范围可选8 –18 V或者8 –36 Vdc。输出电压可在1 –16 Vdc中任意选择,搭配简单。峰值功率高达120W,效率高达96.5% ,最重要的是体积,仅为10x 14 x 2.56 mm,仅相当于一个指甲壳大小。

更多内容请访问 深圳市中电华星电子技术有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=42135)

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