無人機的模組化供電網路

與 Vicor 首席應用工程師 David Berry 的問答

今天的無人機（UAV）在我們的日常生活中發揮的作用越來越大。從包裹遞送到空中監測，無人機在全球範圍內部署的數量越來越多，擔負的責任也越來越大。因此，無人機技術正在迅速發展，以滿足越來越多的特性及增强功能需求，其中包括附加的感測器、監視器和通信設備，這些都需要電源。傳統無人機電源系統缺乏功率密度和效率，無法滿足這類新型無人機的需求。我們採訪了 Vicor 現場應用工程師 Dave Berry，瞭解基於模組化電源產品的優化供電網絡（PDN）如何提高效率和可靠性，減輕重量並縮小尺寸，延長航程與飛行時間，同時為更大的有效載荷和功能釋放空間。

1. 從事無人機電源系統工作的工程師面臨的主要挑戰是什麼？哪些電源模組解决這些難題的效果更好？

我們看到的工程師當前面臨的主要挑戰是對更小、更輕、功率更高的設計方案的需求。無人機所攜帶的有效載荷、飛行時間以及其所處理的高級通信與傳感都在不斷增加。這些不斷變化的需求對電源解決方案提出了更小、更輕、更靜音的更高要求。緊湊的模組為增强的複雜電子設備等有效載荷騰出了空間，其中包括感測器、監視器以及通信與控制工具等。輕量級模組可實現更長的飛行時間。採用低雜訊拓撲的集成模組可减少 EMI，否則其將影響遠程工作、感測器精度、圖像品質和快速資料傳輸。Vicor 通過比其它 DC-DC 轉換器提供更高密度和更高效率的新一代電源模組解决了這些難題。

圖 1: 無人機所攜帶的有效載荷、飛行時間以及其所處理的高級通信與傳感都在不斷增加。這些不斷變化的需求對電源解決方案提出了更小、更輕、更靜音的更高要求。

2. Vicor 產品有多少專注於無人機市場？

我們目前有多種產品，可以滿足支持低壓或高壓 DC 輸入模塊的無人機應用需求。DCM™ DC-DC 轉換器模組產品系列可通過極具競爭力的 DC-DC 轉換器解決方案提供顯著改進。此外，還可使用一款高性能升降壓穩壓器 PRM™ 穩壓器進一步提高功率密度。PRM 能够以 96% 至 98% 的效率創建一條 24V 至 48V 的中間母線，為伺服系統以及其它下游電源模組供電，其中包括固定比率NBM™ 非隔離母線轉換器模組、ZVS 降壓和 ZVS 升降壓穩壓器。這些模組還可並聯，實現更高功率的轉換。

3. 貴公司產品最適合哪些特定應用？

每款產品通常都有特定的特性，工程師的設計目標將决定哪些產品可提供壓倒性優勢。我們的產品小巧緊湊並採用散熱良好的封裝設計，因此大部分產品都非常適合眾多無人機應用，其中包括監測、通信、搜救以及有效載荷交付等。其中一些應用要採用系線或線束供電。

Vicor 產品可為系留應用提供很高的輸入電壓 (BCM®) 。其它應用由電池供電（DCM™)，因此電源轉換效率以及尺寸/重量非常重要。電源模組設計方法可輕鬆應對負載能力、佈局以及用戶功能需求帶來的挑戰。為了支持便捷的電源設計開發，Vicor 提供了一款線上工具電源系統設計工具，幫您選擇合適的產品來優化您的供電網絡。