并联BCM和PRM的技术 - 无人机电源系统设计方案探讨

　　并联BCM和PRM的技术：

　　图5

　　在并联BCM模组的同时，很容易连接每个BCM模组的输入和输出，从而可藉由阻抗匹配（而不是并联信号）来实现均流，如图5a和5b所示。并联BCM应考虑以下几点。

　　1.藉由对称布局完成输入输出互连阻抗匹配，如图5b所示。

　　2.均匀冷却使单个BCM模组温度彼此接近。

　　3.每个BCM模组的启用/禁用信号（PC引脚）都需要连接起来，在同一时间启动每个模组。

　　图6 ： 并联PRM

　　要并联PRM模组（图6），需要使用并联信号（PR引脚）来实现各个模组的均流，同时，具体模组的启用/禁用信号（PC引脚）需要连接起来，以便同时启动所有模组。如图6所示，一个PRM模组可设置为一个电源阵列中的「主」，以驱动其它负责回馈和稳压的「从」PRM模组。

　　正弦振幅转换器（Sine Amplitude Converter，SAC）拓扑结构：

　　母线转换器模组（BCM）采用SAC拓扑结构，从而可实现优异的效率和功率密度。

　　图7 ： SAC转换器

　　SAC拓扑结构是一个处于BCM模组核心位置的动态、高效能引擎。

　　SAC是基于变压器的串联谐振拓扑结构，在等于初级侧储能电路谐振频率的固定频率下工作。初级侧的开关FET锁定为初级的自然谐振频率，在零交叉点开关，从而可消除开关中的功耗，提高效率，显著减少高阶杂讯谐波的产生。初级谐振回路是纯正弦曲线（图7所示），从而可减少谐波内容，提供更干净的输出杂讯频谱。由于SAC的高工作频率，可使用较小的变压器来提高功率密度和效率。？

　　ZVS降压-升压拓扑结构：

　　PRM（前置稳压器模组）采用一个专利降压-升压稳压器控制架构来提供高效率升压/降压之稳压。

　　图8 ： ZVS降压-升压

　　PRM在固定开关频率下工作，通常为1 MHz（最大值为1.5 MHz），它还具有提高输出功率的并联能力。ZVS降压-升压开关顺序是相同的，无论它是降压还是升压。

　　ZVS降压-升压拓扑结构有四级。

　　- Q1和Q4导通可在变压器内储存能量，然后藉由Q3进行ZVS转变

　　- Q1和Q3导通可提供从输入到输出的路径，然后藉由Q2进行ZVS转变

　　- Q2和Q3导通可进入自由轮转级，然后藉由Q4进行ZVS转变

　　- 在钳制阶段Q2和Q4导通，可藉由Q1进行ZVS转变

　　- 完成4级之后，就是一个循环。

　　28V / 270V输入源到多路输出DC-DC转换：

　　航空、资料链、雷达以及飞控系统等有效负载都需要包括15V、12V、5V、3.3V在内的广泛电压，因此需要下游DC-DC转换器或niPoL提供所需的电压作为有效负载的多路输出。

　　除了整流器，还有非稳压、非隔离270VDC电源，其可藉由MIL-COTS DCM DC-DC转换器和Picor ZVS降压稳压器提供给隔离、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）转换为一个隔离、稳压的28V电压，然后藉由下游非隔离式ZVS稳压器转换为多路输出。

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

　　DCM是一款隔离、稳压的DC-DC转换器。

　　ZVS降压稳压器是一款稳压、非隔离的DC-DC转换器。

　　在上一段已经提到，为了有更高的效率，隔离和稳压不会重复。

　　虽然稳压是由DCM和ZVS降压稳压器重复进行的，但由于ZVS降压稳压器的高效率，从高电压到所需电压的整体效率可以达到90%以上。