[實用新型]一種無人機用四相交錯并聯(lián)高功率密度直流-直流變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821935827.1
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN209217951U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 汪殿龍;佘亞東;吳朝峰;梁志敏;王立偉
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本實用新型屬于電力電子領域，特別涉及一種無人機用四相交錯并聯(lián)高功率密度直流?直流變換器，包括動力電池、四相交錯并聯(lián)同步整流主電路、機載設備、驅動電路、保護電路、電流反饋電路、電壓反饋單元、微控制器單元，霍爾電流傳感器、人機交互單元；所述變換器在無人機上使用時輸入接無人機的動力電池，輸出接機載設備；本實用新型具有高功率密度，質量比功率大于4kw/kg，體積比功率大于3.3kw/L；具有高可靠性，無故障運行時間大于1萬小時；輸入輸出的電壓紋波小于0.1％；輸入輸出電流紋波小于0.1％；電磁兼容性符合RTCADO?160標準；具有高動態(tài)響應速度，大于50A/ms負載變化率。

技術領域

本實用新型屬于電力電子領域，特別涉及一種無人機用四相交錯并聯(lián)高功率密度直流-直流變換器。

背景技術

無人機的出現幫助了人類完成許多載人機不可能完成的危險復雜任務，在提高偵查靈活機動性的同時也有效降低了人員傷亡。無人機平臺由電源、雷達、影像、飛控和數據傳輸鏈等系統(tǒng)組成，實現無人機的長續(xù)航能力及機載設備的穩(wěn)定運行需要設計一套輕量化、高效率的電源變換器。隨著工業(yè)級無人機技術的不斷發(fā)展，未來工業(yè)級無人機在多個行業(yè)將呈現爆發(fā)式增長。

由于無人機使用55-63v的動力電池作為電源，而機載電氣設備需要28v的電源，因此需要直流-直流變換器完成電壓的轉換。無人機用直流-直流變換器的特殊要求：

1.高功率密度：要求功率質量比大于4kw/kg，功率體積比大于3.3kw/L。

2.高可靠性：無故障運行時間大于1萬小時。

3.輸入輸出的電壓紋波小于0.5％。

4.輸入輸出電流紋波小于0.5％。

5.電磁兼容性符合RTCADO-160標準。

6.高動態(tài)響應速度：大于50A/ms。

針對無人機對直流-直流變換器的特殊要求，傳統(tǒng)buck拓撲結構根本無法滿足要求，所以使用四相交錯并聯(lián)同步整流拓撲來滿足無人機用直流-直流變換器的特殊要求。

發(fā)明內容

本實用新型為解決現有技術中的問題，公開一種無人機用四相交錯并聯(lián)高功率密度直流-直流變換器。

其具體技術方案如下：

一種無人機用四相交錯并聯(lián)高功率密度直流-直流變換器，其特征在于：包括動力電池、四相交錯并聯(lián)同步整流主電路、機載設備、驅動電路、保護電路、電流反饋電路、電壓反饋單元、微控制器單元，霍爾電流傳感器、人機交互控制單元；其中，動力電池與四相交錯并聯(lián)同步整流主電路由輸入母線連接，四相交錯并聯(lián)同步整流主電路與機載設備由輸出母線連接；輸入接母線正極和輸出母線正極、負極接到電壓反饋單元，電壓反饋單元采集的電壓信號連接到微控制器單元；霍爾電流傳感器穿在輸入母線的負極上，其采集的電流信號輸入電流反饋單元，電流反饋單元連接到微控制器單元；驅動電路的輸入端連接到微控制器單元，輸出端連接到四相交錯并聯(lián)同步整流主電路；保護電路的輸入端連接霍爾電流傳感器的輸出端、電壓反饋單元的輸出端、以及四相交錯并聯(lián)同步整流主電路，保護電路的輸出端連接到微控制器上；人機交互控制由CAN通信連接到微控制器單元；

所述變換器的通信電路，使用5v變5v的B0505隔離電源給ISO1050供電，使用CAN2.0B通信協(xié)議，ISO1050為隔離的CAN芯片。