[實用新型]一種無人機機載電源

有效

• 申請號: 201821558975.6
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN208767973U
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 黃貴松
• 申請（專利權）人: 上海鈞功電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/335
• 代理公司: 上海啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

本實用新型公開了一種無人機機載電源，包括輸入電壓Vin、輸出電容Cin、降壓電路、電壓反饋電路、PWM控制電路和固定變比模塊，所述輸入電壓Vin加在輸出電容Cin兩端，固定變比模塊的輸入輸出相互并聯，輸入端連接在VB+和VB?之間，輸出連接至共同的輸出電容Co上；所述降壓電路由開關管S1、二極管D1以及電感Lb和電容Cb構成；所述電壓反饋電路包括運放1和運放2，運放1與周邊電阻構成一個差分放大器，運放2連接有一個采樣電阻，運放1和運放2的并聯節點連接PWM控制電路，PWM控制電路的輸出端連接至開關管S1的門極，開關管S1的源極直接連接Vin?，其具有高效率高功率密度，能夠適應較寬輸入電壓變化，且電路結構簡單、干擾小等優點。

技術領域

本實用新型涉及高頻開關電源技術領域，具體為一種無人機機載電源。

背景技術

無人機的載荷量是一個非常重要的指標，無人機上的所有設備都被要求盡量小型化，輕量化，以降低無人機的自身重量，增加載荷量。對于系留無人機，動力來源是來自地面的高壓直流電，機上的動力設備都是經過機載電源從高壓直流總線獲得，機載電源的功率高達幾kW甚至幾十kW，機載電源的體積和重量是無人機的一個重要指標，如何提高機載電源的功率重量比和功率體積比，給開關電源的設計提出了諸多課題。

提高功率密度，一般需要同步提升電源的轉換效率，否則散熱的問題會增加額外的體積和重量，選用新型的半導體功率器件(如SiC)可以大幅降低器件的損耗，同時可以提高開關頻率，減少磁性元件的體積和重量。但是由于新型的半導體功率器件價格和可選型號的問題，將開關電源的所有開關器件都更新換代是不太現實的，如何配置功率電路的結構，充分發揮新型器件和傳統器件的作用，將有利于提升開關電源的綜合性能。

提高功率密度的另一個技術思路是模塊化設計，如果將開關電源做成輸入輸出固定變比的模塊電源，電源的功率密度和效率都可以做到相當高的水平，但是固定變比的模塊電源在無人機的應用上會遇到輸入電壓波動大的問題，一個方案是通過地面電源與機載電源聯動調節的方式來解決，另一個方案是在機載電源中解決輸入電壓變化大的問題。

機載電源還需解決的一個問題是EMC的問題，特別是電源自身的抗電磁干擾能力。電源的設計必須簡單可靠，盡量減少模塊之間的相互關聯，以適應無人機上強電磁干擾環境的影響，這也是無人機機載電源設計需要考慮的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種高效率高功率密度，能夠適應較寬輸入電壓變化，且結構簡單的無人機機載電源，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種無人機機載電源，包括輸入電壓Vin、輸出電容Cin、降壓電路、電壓反饋電路、PWM控制電路和固定變比模塊，所述輸入電壓Vin加在輸出電容Cin兩端，并通過降壓電路將電壓穩定在VB，VB＝(VB+)-(VB-)；所述固定變比模塊包括固定變比模塊1、2至N，固定變比模塊1、2至N的輸入輸出相互并聯，輸入端連接在VB+和VB-之間，輸出連接至共同的輸出電容Co上，并獲得輸出電壓Vo；

所述降壓電路由開關管S1、二極管D1以及電感Lb和電容Cb構成，開關管S1與二極管D1相互串聯連接到Vin+和Vin-之間，開關管S1的源極接Vin-，二極管D1的負極接Vin+，電感Lb的一端連接開關管S1的漏極與二極管D1正極的連接點上，另一端連接至VB-，電容Cb連接在VB+與VB-之間，VB+與Vin+為同一電位；

所述電壓反饋電路包括運放1和運放2，運放1的一端連接VB+和VB-，并與周邊電阻構成一個差分放大器，運放1的另一端并聯連接運放2，運放2連接有一個采樣電阻，并通過采樣電阻獲得電感電流Ib的信號V_Ib，運放1和運放2的并聯節點連接PWM控制電路，并將采樣獲得的V_FB電壓反饋信號傳送至PWM控制電路，通過PWM控制電路得到占空比信號Duty，PWM控制電路的輸出端連接至開關管S1的門極，開關管S1的源極直接連接Vin-。