航空航天及国防电源常见问题

作者：Matt Renola，航空航天与国防业务部全球销售高级总监

推动创新源于几十年业经验证的经验

Vicor 于 1981 年成立，在为航空航天与国防市场的客户提供服务方面拥有悠久的历史。长期以来，Vicor 一直在为空中、地面以及舰载电源应用的重要业务提供支持。Vicor 高性能 MIL-COTS 电源模块可提供高密度和高效率，设计可靠，坚固耐用，这都源于其在航空航天与国防行业长达 30年的专注和卓越。我们利用这一知识库，编制了一个常见问题列表，我们认为这将为您的电源设计之旅提供一些指导和见解。

您能具体说说 Vicor 为哪些项目提供过关键任务的电源吗？

满足军用地面车辆战车动力需求的挑战？

军用地面车辆战车在设计和满足动力要求时面临各种挑战。电源必须满足与崎岖地形相关的冲击及振动要求。此外，这类应用也存在灰尘、潮湿或砂石条件。车辆启动时的起动电压会拉动大量的电流并降低输入电压范围。当决定您的重要电子设备是否需要通过启动时，所有这一切都需要考虑。Vicor 为军用地面车辆战车设计提供支持有着悠久的历史，可以指导您使用一系列符合 Mil-STD-1275 要求的标准产品。MIL-STD-1275 电源标准概述了工程师在设计电源时需要考虑的所有要求。战车分配 28V_DC 标称母线电压，配合电子系统。根据 MIL-STD-1275 要求，地面车辆电源必须能够在 1 毫秒内处理持续时间为 50 微秒、达 +/–250V_DC 的瞬态峰值电压。在不影响稳压输出的情况下，必须满足高达 100V_DC、持续时间为 50 微秒的车辆浪涌要求。

Vicor 如何帮助工程师满足这些军用地面车辆战车要求？

Vicor 28V DCM™ DC-DC 转换器模块的输入范围为 9 至 50V_DC，可在不影响重要电子需求输出稳压的情况下，解决低启动电压和高达 50V_DC 的浪涌问题。此外，Vicor 还提供 MFM™ DCM 滤波器，能够满足 MIL-STD-1275A/B/D/E 要求。在与 Vicor 28V 标称输入电压 VIA™ 或 ChiP™ 模块一起使用时，这些 DC 前端模块提供 EMI 滤波和瞬态保护。

我正在寻找一款交钥匙电源解决方案，因为我没有电路板安装设计经验。Vicor 能帮到我什么忙吗？

Vicor 在北美设有设计中心，无论是按图加工或者是定制电源系统设计，都能提供全方位支持。这些实体可根据您的工作说明 (SOW) 定制解决方案。Vicor 高度工程化的组件已设计好，可对提供完整交钥匙解决方案快速做出响应。Vicor 不仅拥有多年的丰富经验，而且还拥有设计工程师和应用专业技术，可帮助您通过设计，满足关键任务需求。

Vicor 能执行内部测试吗？

每款模块在发货前都会经过广泛的生产后环境应力筛选 (ESS)，以验证是否到达 Vicor 的高质量和高性能标准，并消除早期失效率。为了确保使用最有效的例行程序来处理故障模具，Vicor 不断评估其 ESS 程序，并在新数据产生或产品改进时做出适当的改变。在老化和温度循环之后，每个模块都会在指定的温度范围内进行最终电气测试。

我的国防应用输入电压要求非常广泛。可否使用多个转换器来满足这一需求？

在单个宽输入范围 DC-DC 转换器带来无法接受的性能和成本时，将两个或多个输入电压范围重叠的 DC-DC 转换器组合起来，可能是非常有效的备选方案。将具有较窄但互补输入电压范围的 DC-DC 转换器组合起来，通常会提高工作效率和功率密度，因此总体设计比单转换器解决方案更小、更高效、成本更低。在需要超宽电压输入范围的应用中，使用单个 DC-DC 转换器通常会迫使电源系统设计人员在提高整体系统成本的同时，接受大幅降低可用电源、功率密度及系统效率的现实。利用各种高效率、高功率密度、简单易用的 Vicor DCM DC-DC 转换器，可为军事应用创建更小、更高效和潜在成本更低的解决方案。

使用 Vicor 模块满足 MIL810 标准时，有哪些注意事项？

提高电源处理及传输性能的先进封装的一个示例是 Vicor 转换器级封装™(ChiP) 技术。基于 ChiP 的器件利用对称配置，将耗散器件布置在中央 PCB 两侧。导热密封剂将热量传递到上下两面，可高效地将相对于器件 PCB 占位面积的散热表面积增加一倍。模块的密封剂可使模块符合冲击及振动标准。

将模块安装到 PCB 上时，设计人员必须将模块视为系统的一部分。系统通常使用压铆螺母柱和其它机制来达到冲击和振动标准。

贵公司产品最适合哪些特定应用？

我们的产品小巧紧凑，采用散热良好的封装精心设计，因此大部分产品都非常适合众多军事应用，其中包括监视、通信、雷达和脉冲负载等。Vicor 有一系列 270V_DC、28V_DC 和 48V_DC 输入产品。电源模块设计方法可轻松应对负载能力、布局及用户功能性需求所带来的挑战。为了给便捷的电源设计开发提供支持，Vicor 提供了一款在线工具 — 电源系统设计工具，以帮助选择适当的产品，优化供电网络。

如果设计工程师想要测试他们开发的 Vicor 解决方案，贵公司会不会提供仿真或协助？

当然，我们不仅提供重要的在线仿真工具，而且还提供使用热管理及组件计算器的辅助。此外，我们还提供演示板，而且我们的应用工程师随时待命，为设计审核提供帮助。

贵司传统砖型电源与贵司最新的先进电源模块产品有什么区别？

尽管砖型封装技术是一个很大的进步，而且虽然砖型封装在简洁性方面仍然发挥着重要作用，但该行业已经发展，需要更高密度电源管理器件，其效果是单纯单面散热所不能及的。

提高电源处理及传输性能的先进封装的一个示例是 Vicor 转换器级封装 (ChiP) 技术。基于 ChiP 的器件利用对称配置，将耗散器件布置在中央 PCB 两侧。导热密封剂将热量传递到上下两面，可高效将相对于器件 PCB 占位面积的散热表面积增加一倍。

从砖型解决方案升级到最新先进电源模块有多轻松？

Vicor 已建成涵盖产品设计、制造、仿真及选择工具在内的电源模块能力。有了这一能力，Vicor 可帮助电源系统设计人员快速、轻松地部署高性能供电网络（PDN），从电源到负载点（PoL），用于跨越许多不同行业的终端系统，例如（国防和航空航天、LED 照明等）。

这种模块化电源组件方法是电源行业的新标准，可通过一种方法满足现代高性能终端系统不断增长的电源需求，还可提供更多电源系统优势，例如更少电源系统空间占用、高效率以及更快上市进程等。

使用较新的电源模块有什么设计限制？

今天，在许多行业的众多终端系统中，供电网络正在迅速发生变化。这些不同系统的电源需求各不相同，需要一系列广泛的模块，为采用的模块化电源组件方法实现最高的灵活性。Vicor 提供的模块化电源解决方案包括：

• ƒAC-DC 模块和 DC-DC 模块
• ƒ从 50W 到 50kW 以上的功率
• ƒ从几安培到 1,000A 以上的电流
• ƒ从 1V 以下到 1,000V 以上的电压
• 隔离与非隔离转换器和稳压器
• 固定比率的稳压转换器
• 电路板安装、底座安装及表面贴装电源模块封装

除上述特性外，还有一些不同的控制特性，例如遥测、补偿和可编程性，以及可能需要的行业/安全认证等。

Vicor 有没有支持 VITA、VPX 和 SOSA 等开放式架构平台的产品？

利用 Vicor DC-DC 转换器技术及模块化构建块的优势，我们提供一系列标准及改进标准的 VPX 电源系统，用于紧凑外壳和空间受限的机载及车辆环境，在这些环境中，温度、冲击和振动情况可能都很严峻。现已提供符合 VITA 62 标准的 3U 和 6U 模型以及与 SOSA 一致的模型。目前的产品有三相 AC 输入、270V 输入和 28V 输入，能够提供 1 到 6 个用户可配置的输出，电压从 2V_DC 到 48V_DC 不等。提供各种标准特性，如宽范围输出微调／编程、流限、遥感、反极性保护以及逻辑启用／禁用。产品符合 MIL-STD-810F 环境、MIL-STD-461E 电磁干扰、MIL-STD-1275A B 和 D、MIL STD-704D/E/F 瞬态合规性及 MIL-STD-1399A，以及 MIL-STD-901D 冲击和振动等相关标准。

Matt Renola 现任 Vicor 全球业务发展高级总监——航空航天、国防和卫星事业部。Matt 已在 Vicor 工作 15 年，负责管理 Vicor 所有主要垂直市场的销售团队和全球客户。他具有超过 30 年的丰富技术销售及市场营销经验，也曾在以下各大 OEM 厂商工作过：雅特生科技、艾默生网络电源和威世科技。他先后毕业于波士顿学院和宾夕法尼亚大学，分别获学士学位和硕士学位。 

作者：Matt Renola，航空航天与国防业务部全球销售高级总监