无人机的模块化供电网络

与 Vicor 首席应用工程师 David Berry 的问答

今天的无人机 (UAV) 在我们的日常生活中发挥的作用越来越大。从包裹递送到空中监测，无人机在全球范围内部署的数量越来越多，担负的责任也越来越大。因此，无人机技术正在迅速发展，以满足越来越多的特性及增强功能需求，其中包括附加的传感器、摄像头和通信设备，这些都需要电源。传统无人机电源系统缺乏功率密度和效率，无法满足这类新型无人机的需求。我们采访了 Vicor 现场应用工程师 Dave Berry，了解基于模块化电源产品的优化供电网络 (PDN) 如何提高效率和可靠性，减轻重量并缩小尺寸，延长航程与飞行时间，同时为更大的有效载荷和功能释放空间。

1. 从事无人机电源系统工作的工程师面临的主要挑战是什么？哪些电源模块解决这些难题的效果更好？

我们看到的工程师当前面临的主要挑战是对更小、更轻、功率更高的设计方案的需求。无人机所携带的有效载荷、飞行时间以及其所处理的高级通信与传感都在不断增加。这些不断变化的需求对电源解决方案提出了更小、更轻、更静音的更高要求。紧凑的模块为增强的复杂电子设备等有效载荷腾出了空间，其中包括传感器、摄像头以及通信与控制工具等。轻量级模块可实现更长的飞行时间。采用低噪声拓扑的集成模块可减少 EMI，否则其将影响远程工作、传感器精度、图像质量和快速数据传输。Vicor 通过比其它 DC-DC 转换器提供更高密度和更高效率的新一代电源模块解决了这些难题。

图 1: 无人机所携带的有效载荷、飞行时间以及其所处理的高级通信与传感都在不断增加。这些不断变化的需求对电源解决方案提出了更小、更轻、更静音的更高要求。

2. Vicor 产品有多少专注于无人机市场？

我们目前有多种产品，可以满足支持低压或高压 DC 输入模块的无人机应用需求。DCM™ DC-DC 转换器模块产品系列可通过极具竞争力的 DC-DC 转换器解决方案提供显著改进。此外，还可使用一款高性能升降压稳压器 PRM™ 稳压器进一步提高功率密度。PRM 能够以 96% 至 98% 的效率创建一条 24V 至 48V 的中间母线，为伺服系统以及其它下游电源模块供电，其中包括固定比率 NBM™ 非隔离母线转换器模块、ZVS 降压和 ZVS 升降压稳压器。这些模块还可并联，实现更高功率的转换。

3. 贵公司产品最适合哪些特定应用？

每款产品通常都有特定的属性，工程师的设计目标将决定哪些产品可提供压倒性优势。我们的产品小巧紧凑并采用散热良好的封装设计，因此大部分产品都非常适合众多无人机应用，其中包括监测、通信、搜救以及有效载荷交付等。其中一些应用要采用系线或线束供电。

Vicor 产品可为系留应用提供很高的输入电压 (BCM®) 。其它应用由电池供电 (DCM™)，因此电源转换效率以及尺寸/重量非常重要。电源模块设计方法可轻松应对负载能力、布局以及用户功能需求带来的挑战。为了支持便捷的电源设计开发，Vicor 提供了一款在线工具电源系统设计工具，帮您选择合适的产品来优化您的供电网络。