伪娘露出遴选DC-DC模块的无东谈主机（UAV）电源措置有蓄意

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摘录：在遐想针对无东谈主机（UAV）的电源系统时，遐想东谈主员所热心的参数是尺寸（S）、分量（W）、功率密度（P）、功率分量比、后果、热束缚、无邪性和复杂性。

体积小、分量轻、功率密度高（SWaP）不错让无东谈主机佩带更多的灵验载荷，遨游和续航时间更长，并完成更多的任务。

更高的后果不错尽可能诓骗动力后果，最大死心地提升续航时间和遨游时间，也使热束缚尽可能容易，因为即使是更少的功率损耗皆会传递热量。

高度无邪性和低复杂性不错使电源系统遐想愈加容易，并让无东谈主机遐想东谈主员专注于无东谈主机遐想的其他部分，而不是花太多时间在电源系统遐想；它裁减了遐想时间，并使遐想变得不那么复杂。

为了诓骗以上提到的上风，Vicor模块电源措置有蓄意不错用最全面居品组合的高后果、高密度、配电架构，为性能关节的无东谈主机应用提供好意思满的电源措置有蓄意。

无东谈主机的种类：无东谈主机不错从良友位置进行限定，或基于事先建设来自动初始。无东谈主机有很多应用，从取保候审（recognizance）到消防，皆不错由不同类别的无东谈主机竣事。

无东谈主机的电源：把柄子系统的负载条款，无东谈主机有几种可供采用的电源。锂离子电板是一种常用的电源，由于体积小和资本较低，是100瓦和初始数天的无东谈主机的理念念采用。

为了有更高的能量密度和功率密度，还不错采用其他替代电源，包括太阳能电板系统、燃气轮机、柴油发电机等。

无东谈主机的典型电源链：

图1（UAV电源链）

在典型无东谈主机电源链中，有一个基于涡轮的发电机提供3相ac电源，通过整流器颐养为270V dc，然后通过蹧蹋式DC-DC颐养器颐养为48V dc或28V dc。

系统和数据链路，其中每一个皆需要一个3.3V、5V和12V等的电压规模。因此，卑劣DC-DC颐养器或niPoL（非蹧蹋式负载点）需要为负载提供28V或48V dc母线所需的电压。

为了竣事高后果，高电压DC母线（270V、48V或28V）沿着无东谈主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），由于较高的电压不错最大死心地诽谤损耗，从而诽谤了电流；尤其是大型无东谈主机，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母线之间需要进行蹧蹋，当低于60V的电压与高电压蹧蹋开时，就合乎了SELV（安全特低电压）条款。

基于图1所示的电源链，有两级DC-DC颐养，由于稳压不才一级完成，其中第一级需要蹧蹋和非稳压的DC-DC颐养器，而由于蹧蹋在上游完成，第二级需要稳压和非蹧蹋的DC-DC颐养器。为了取得更高后果和更低资本的措置有蓄意，蹧蹋和稳压莫得在DC-DC颐养器的每个级重迭。

270V至28V DC-DC颐养：

图2

除了整流器，还有非蹧蹋和非稳压的270V dc，通过MIL-COTS BCM（母线颐养器模块）和MIL-COTS PRM（前置稳压器模块）颐养到负载用的一个经蹧蹋和稳压的电压，如28V。

GaAs辐射器：270V至28V电源链的应用之一是GaAs辐射器，如图3所示。

图3（GaAs辐射器电源链）

灵验载荷、GaAs辐射器皆需要进步200瓦的功率。为了赋闲电力需求，需要将BCM模块和PRM模块并联至电源阵列，以提升输出功率。底下一段谈谈若何并联具有均流才调的BCM和PRM。

BCM和PRM模块不错建设进步1千瓦的电源阵列。

表1简要施展了BCM和PRM的规格，以便不错匡助了解它们在270V至28V颐养的电源链中上演了什么变装。

BCM模块是一个蹧蹋和非稳压的DC-DC颐养器模块，可通过一个固定比、K系数为SELV输出提供高输入电压。关于这个特定器件（MBCM270x450M270A00），K系数为1/6，因此输出电压恒久为输入电压的1/6，270V输入有45V输出。

PRM模块是一个为负载提供稳压的稳压和非蹧蹋的DC-DC颐养器模块。由于PRM输出电压不错诊疗，针对GaAs辐射器它不错调低至28V。

图4（GaAs辐射器措置有蓄意的后果）

BCM是一个蹧蹋和非稳压的DC-DC颐养器。PRM是一个稳压和非蹧蹋的DC-DC颐养器。

在上一段依然提到，蹧蹋和稳压并莫得由DC-DC颐养的每个级，或电源链中的具体DC-DC颐养器进行重迭，为的是取得更高的后果。

因此，通过使用BCM和PRM模块，270V至28V DC-DC颐养的合座后果达到了93.12%。

并联BCM和PRM的工夫：

图5a（并联BCM）

图5b（并联BCM）

在并联BCM模块的同期伪娘露出，通过阻抗匹配而不是并联信号竣事均流，很容易聚积每个BCM模块的输入和输出，如图5a和5b所示。并联BCM应试虑以下几点。

1. 通过对称布局完成输入和输出互连阻抗匹配，如图5b所示。

2）均匀冷却使具体BCM模块温度互承接近。

3）每个BCM模块的启用/禁用信号（PC引脚）皆需要在归并时间聚积来启动每个模块。

图6（并联PRM）

为了并联PRM模块（图6），需要使用并联信号（PR引脚）来竣事各个模块的均流，同期，具体模块的启用/禁用信号（PC引脚）需要聚积来同期启动统统模块。如图6所示，一个PRM模块可设立为一个电源阵列中的“主”，以驱动其他慎重响应和稳压的“从”PRM模块。

正弦振幅颐养器（Sine Amplitude ConverterTM ，SACTM）拓扑结构：母线颐养器模块（BCM）遴选SAC拓扑结构，从而竣事了超卓的后果和功率密度。

图7（SACTM 颐养器）

SAC拓扑结构是BCM模块中枢中的一个动态、高性能引擎。SAC是基于变压器的串联谐振拓扑结构，它在等于低级侧储能电路谐振谐振频率的固定频率下责任。低级侧的开关FET被锁定在低级的天然谐振频率，在零交叉点来开关，从而摈斥了开关中的功耗，提升了后果并大大减少了高阶噪声谐波的产生。低级的谐振回路是义结金兰弦波（图7所示），从而可诽谤谐波含量，提供了更干净的输出噪声频谱。由于SAC的高责任频率，可使用较小的变压器来提升功率密度和后果。

ZVS升压-降压拓扑结构：

PRM（前置稳压器模块）遴选一个专利升压-降压稳压器限定架构，以提供高后果升压/降压稳压。

图8（ZVS升压-降压）

PRM在固定开关频率下责任，第四色主页常常在1 MHz（最大1.5 MHz），它还具有提升输出功率的并联才调。ZVS升压-降压开关公法是疏导的，不管它是降压照旧升压。

ZVS升压-降压拓扑结构有四个级。- Q1和Q4导通为变压器储存能量，然后是ZVS过渡的Q3导通- Q1和Q3导通为从输入到输出提供旅途，然后是ZVS过渡的Q2导通- Q2和Q3对续流级导通，然后是ZVS过渡的Q4导通- 在箝位阶段Q2和Q4导通，然后是ZVS过渡的Q1导通

完成4级之后，即是一个轮回。

28V / 270V输入源到多路输出DC-DC颐养：

图9（270V / 28V到多路输出）

由于灵验载荷，如航空、数据链路、雷达、遨游限定系统皆需要一个15V、12V、5V、3.3V的电压规模，需要卑劣DC-DC颐养器或niPoL提供所需电压看成灵验载荷的多路输出。

除了整流器，还有非稳压和非蹧蹋的270Vdc，这个MIL-COTS DCM DC-DC颐养器和Picor ZVS降压稳压器可提供经蹧蹋和稳压的多路输出。

在第一级，MDCM DC-DC将一个非稳压输入（28V或270V）颐养为一个经蹧蹋和稳压的28V，然后通过卑劣非蹧蹋式ZVS稳压器颐养为多路输出。

在后一级，Coop Power ZVS降压稳压器将28V颐养为负载所需的电压。

表2简要施展了DCM和Picor ZVS降压稳压器的规格，是以，它不错匡助了解它们在270V / 28V的电源链责任时对多路输出颐养的作用。

表2

图10（多路输出措置有蓄意的后果）

DCM是一个蹧蹋和稳压的DC-DC颐养器。

ZVS降压稳压器是一个稳压和非蹧蹋的DC-DC颐养器。在上一段依然提到，为了有更高的后果，不会重迭蹧蹋和稳压。

天然稳压是由DCM和ZVS降压稳压器重迭进行的，由于ZVS降压稳压器的高后果，从高电压到所需电压的合座后果不错达到高于90%。

ChiP——颐养器级封装：

图11（ChiP等效电路热模子）

DCM DC-DC颐养器通过冲破性封装工夫——颐养器级封装（ChiP）工夫进行封装。

为了竣事更高的功率后果、密度和遐想无邪性，需邀功率元件封装工夫的合手续矫正，因此，ChiP的推出优化了电气和热性能。

ChiP居品的遐想在PCB两面皆有功率元件，可减少由于寄生的损耗，通过统统这个词封装均匀绝对地散热，并诓骗了顶部和底部名义散热。

ChiP居品封装在热增强型模压化合物中，诽谤了温差，为便于使用热束缚配件，提供了平整的模块顶部和底部名义，如散热器、冷板、热管等。

ZVS降压拓扑结构：如图11所示，除了一个聚积在输出电感器两头的附加箝位开关，ZVS降压拓扑结构与传统降压颐养器疏导。增多的箝位开关允许将能量存储在输出电感器中，用来竣事零电压开关。

图12（ZVS降压拓扑结构）

图12披露了ZVS降压拓扑结构的时序图，它主要由三个情景构成，如下所示。

- Q1导通阶段o 假定Q1在谐振过渡后的近零电压开启。当D-S电压实在为零时，Q1在零电流开启。MOSFET和输出电感器中的电流斜升，准时达到由Q1决定的峰值电流。在Q1导通阶段，能量存储在输出中，并为输出电容器充电。在Q1导通阶段，Q1中的功耗是由MOSFET导通电阻决定的；开关损耗不错忽略不计。

- Q2导通阶段o Q1飞快关闭，接着是一个很短时间的体二极管导通，这增多了不错忽略不计的功耗。接下来，Q2开启，存储在输出电感器中的能量被传送到负载和输出电容器。当电感器电流达到零时，同步MOSFET保合手填塞长的时间，在输出电感器中存储一些来自输出电容器的能量。电感器电流为负值。

- 箝位阶段

一朝限定器已笃定有填塞的能量存储在电感器中，同步MOSFET关闭，箝位开关开启，箝位Vs节点至输出电压。箝位开关蹧蹋输出电感器电流与输出，同期以实在无损的方法用电流来轮回存储的能量。在箝位阶段，由输出电容器提供的输出在该阶段合手续很短时间。当箝位阶段收尾时，箝位开关被掀开。输出电感器中储存的能量与Q1和Q2输出电容产生谐振，导致Vs节点对输入电压振铃。这个振铃对Q1的输出电容放电，减少了Q1的米勒电荷，并为Q2的输出电容充电。当Vs节点实在等于输入电压时，这允许以无损方法方法开启Q1。