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提升商用無人機的
有效載荷能力和飛行時間
跟我們談談您的設計

尺寸、重量及
電源效率挑戰

尺寸、重量及
電源效率挑戰

商業無人機公司在有效載荷能力和飛行時間上展開競爭,這與無人機的尺寸、重量和功率(SWaP)成正比。影響無人機尺寸和重量的主要因素是供電網絡(PDN)。使用輕型、高密度、高效率的DC-DC供電解決方案,可輕鬆實現增加功能性、有效載荷和飛行範圍。

高效供電並減少佔用面積和重量

Vicor 電源模組可在寬範圍的電壓及功率等級實現爲地面控制系統和板載系統快速部署 DC-DC 電源轉換與供電解決方案。

Vicor UAV power solutions

模組化電源的優勢

模組化電源的優勢

業界領先的功率密度: 1000 W/in3

行業領先的功率重量比:16.7瓦/克

高達 98% 的效率

快速設計和部署 PDN

Vicor 無人機供電

繫留無人機、空中無人機和水下無人機 (UAV/UUV/ROV)

這類無人機主要依靠電池、燃料電池或太陽能供電,這爲滿足航程及有效載荷性能規範的權衡提出了更高的要求。這些電源也提供變化範圍很大的或非線性輸出電壓,通過功率轉換和傳輸解決方案可更好地處理,而這些功率轉換和傳輸解決方案使用非傳統拓撲代替標準脈寬調製 (PWM) 技術,能夠更好地滿足要求苛刻的功率需求。

Photo of a tethered underwater UAV

供電網絡

使用Vicor BCM,如BCM4414,可以創建一個電源解決方案來優化系統性能。BCM4414提供1.8kW的功率,以超過97% 的效率的升壓或降壓轉換。在地面供電站,BCM4414將單相或三相交流電源的整流輸出隔離並降低至48V。第二個BCM4414通過系線傳輸可將48V升壓至800V。第三個BCM4414用於將板載電壓從800V降至48V。使用 BCM4414,電源系統設計人員不僅可顯著縮減地面電源和無人機的尺寸及重量,而且還可顯著減少系線本身的直徑和重量。最終可帶來一款靈活性和功能都更高的系統,可輕鬆運往工作地點。

在BCM4414的下游,ZVS降壓穩壓器爲板級設計人員提供了最大的功率密度和靈活性,以實現高效負載點DC-DC穩壓。高性能零電壓開關(ZVS)拓撲的集成提高了負載性能點,帶來了高達 98% 的業界最佳電源效率。ZVS 穩壓器與控制電路、功率半導體和支持組件高度集成在一個高密度 LGA、BGA 和系統級封裝 (SiP) 中。

Example Power Delivery Network for a tethered UAV
BMC4414

BCM4414 

固定比率 DC-DC 轉換器

輸入: 500 – 800V

輸出: 31.3 – 50V

電流: 高達 35A

4.4 x 1.4 x 0.4英吋
 

ZVS buck regulator

ZVS 降壓穩壓器

輸入: 12, 24 或 48V

輸出: 1 – 16V

電流: 高達 22A

小巧至 7 x 8 x 0.85mm
 

非繫留無人機 

這類無人機主要依靠電池、燃料電池或太陽能供電,這爲滿足航程及有效載荷性能規範的權衡提出了更高的要求。這些電源也提供變化範圍很大的(或非線性)輸出電壓,其可通過功率轉換及傳輸解決方案更好地處理。功率轉換及傳輸解決方案使用非傳統拓撲代替標準脈寬調製 (PWM) 技術,能夠更好地滿足要求極高的功率需求。 

Photo of a untethered UAV

供電網絡

ZVS 降壓和升降壓穩壓器可爲板級設計人員提供最大的功率密度和靈活性,實效率高達 98% 的負載點 DC-DC 穩壓。這些高性能零電壓開關 (ZVS) 拓撲穩壓器與控制電路、功率半導體和支持組件集成,支持單線均流,可在高密度 LGA、BGA 和系統級封裝 (SiP) 中實現更高的電源容量。ZVS 穩壓器的高開關頻率可縮小外部濾波組件的尺寸,提高功率密度,同時實現快速的線路和負載動態響應。ZVS 系列爲額定 12VIN、24VIN 和 48VIN 系統提供降壓穩壓器。它們各自系列中的所有器件都共享相同的佔位面積。

Example Power Delivery Network for an untethered UAV
ZVS buck regulator

ZVS 降壓穩壓器

輸入: 12, 24 或 48V

輸出: 1 – 16V

電流: 高達 22A

小巧至 7 x 8 x 0.85mm
 

通信無人機

這類無人機依靠太陽能來滿足其長時間飛行的需求。太陽能電源系統使用最大功率點跟蹤 (MPPT) 電路確保太陽能以最佳電壓採集後,可以轉換成適合爲二級電池充電的電壓,也可以提供給系統中間母線網絡。隨着這類無人機的發展,零電壓開關 (ZVS) 和零電流開關 (ZVS/ZCS) 等用於 Vicor BCM 的高效率電源轉換拓撲對在不斷增加電源挑戰的情況下,實現更多樣化燃料來源和應用而言非常重要。

Photo of an unmanned aircraft

供電網絡

BCM6123 提供 350V 到 48V 中間母線隔離轉換,PI3741 ZVS 升降壓穩壓器具有範圍極寬的輸入電壓工作能力,這二者的結合,可爲各種無人機負載提供嚴格穩壓的 28V 輸出。

Example Power Delivery Network for an unmanned aircraft
BCM6123

BCM6123 

固定比率 DC-DC 轉換器

輸入: 260 – 410V

輸出: 32.5 – 51.3V

電流: 高達 25.7A

63.3 x 22.8 x 7.2mm

ZVS buck-boost regulator

PI3741 ZVS 升降壓穩壓器

輸入: 21 – 60V

輸出: 21 – 36V

功率: 高達 140W

14.0 x 10.0 x 2.6mm
 

資源

Power-on-Package diagram
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如果從Vicor工程師處了解Vicor合封電源方案的更多詳情,請填寫下表。

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