Vicor高密度电源模块助力清洁航空计划

Vicor 称电源模块是帮助商业航空公司实施新清洁航空计划的关键

目前可用的商业航空数据显示，欧洲乃至全世界对额外运力的需求是不争的事实。空中客车公司预测，到 2038 年，全球商业航空的年均增长率将达到 4.3%。

商业航空以不可阻挡的趋势增长，带来的一个明显后果是预计未来二十年在役飞机数量将迅速增加。例如，2019 年空中客车公司报告称，在役商用飞机数量为 21,000 架，并估计到 2042 年这一数字将几乎翻倍，达到惊人的 40,850 架，重点是服务于较短区域航线的小型客机（见图 1）。

图 1：按地区划分的新商用飞机数量估计（来源：空中客车公司）

此外，在欧洲，随着廉价航空公司如瑞安航空及易捷航空的成立和日渐受欢迎，每个地区的客运量增速都是最高的。这些短途、低成本航空公司正在开辟新的区域航线，并将业务扩展到较小的机场。

低成本航空公司愿意突破传统模式以实现额外的业务增长，这使它们能够真正推动欧洲和全球商业航空的增长。

伴随这些增长，噪音污染和温室气体排放也随之增加，这将加剧全球变暖。化石燃料——煤炭、石油和天然气——是导致全球气候变化的罪魁祸首，占全球温室气体排放量的 75% 以上，及二氧化碳排放总量的几乎 90%。2022 年，航空排放量达到近 8 亿吨二氧化碳。更难以量化的是航空噪音污染及其对当地居民的影响。飞机发动机总体上会产生气体、噪音和化石燃料燃烧产生的颗粒物，这加剧了人们对其全球影响和对当地空气质量影响的环境担忧。

减少环境影响

基于估计的快速增长，至关重要的一点是政府和私营企业必须共同制定计划，负责任地管理这一前所未有的增长。

图 2：Vicor 的电源模块外形小巧，散热均匀且可预测，而其他供电解决方案的外形杂乱无章，有许多高峰和低谷。

欧盟的清洁航空联合计划（CAJU）证明了这一承诺。该计划旨在将公共和私营实体聚集起来，促进更绿色、更清洁的航空领域的突破。CAJU 的章程规定，该计划的宗旨是“探索尖端技术，到 2050 年实现航空气候的中和”。可帮助实现这些目标的一项关键技术是 DC-DC 电源模块。Vicor 的电源模块具有卓越的设计灵活性，功率密度和效率极高，部分原因是其专有的平面封装（见图 2）。作为分立式电源设计的替代方案，电源模块具有许多优势，可帮助 CAJU 实现更广泛的气候中和及创新目标。

优化能效

DC-DC 电源模块可优化飞机系统中的电能转换效率。通过实现精确的电压调节和减少功率损耗，电源模块能够最大限度地利用储存的能量，这对于电动或混合动力推进系统尤为重要。Vicor 的电源模块集成了正弦振幅转换器（SAC）拓扑结构作为分比式电源架构的一部分，可以在不降低性能的情况下在小巧紧凑的封装中提供最高的效率。效率越高，飞行时间越长，环境影响越小。

可扩展的解决方案，便于重新设计和重复使用

DC-DC 电源模块是分立式电源的替代方案，具有更小、更紧凑的特点（见图 3）。它们可以串联使用，在需要更大的功率时可轻松扩展。无论飞机的大小或复杂性如何，它们都可以轻松集成到各种飞机系统中。

图 3：Vicor 电源模块的密度是其他解决方案的 5 倍，而重量只有 674 毫克。

这种灵活性对于满足航空业的动态需求至关重要，因为飞机的设计可能会有很大差异。随着 CAJU 鼓励从无人机到商用飞机的各种飞机形式的创新，DC-DC 电源模块的可扩展性变得不可或缺。

轻便、紧凑、功率密度高

——移动性的关键

与任何其他运输方式相比，航空业对重量和尺寸可能更为敏感。现代 DC-DC 电源模块的紧凑性可以最大限度地减轻飞机的重量，为乘客、货物或额外的绿色技术创新留出更多空间。更轻的飞机还意味着更低的能耗、排放和更长的飞行时间。另一方面，高功率密度模块能够高效地将高压转换为负载所需的电压，且功率损耗很小。

恶劣条件下不折不扣的可靠性

航空安全至关重要。DC-DC 电源模块以其可靠性著称，即使在恶劣条件下也能提供一致的性能。类似半导体的制造方法是 Vicor 的一个差异化因素，使其能够生产更高质量的电源模块。Vicor 采用独特的封装和 3DI（三维互连）技术，提升了整体性能。公司的电源模块在航空航天应用中已经使用了几十年，以其在最恶劣条件下的长期可靠性而闻名。通过确保稳定的电压输出和防止潜在的电气故障，这些模块可以增强整个飞机电气系统的安全性。

与先进技术和系统的兼容性

绿色航空时代的特点是技术的快速发展，从先进的感测系统到自主飞行控制。许多系统有着特定的电源需求，模块化电源方法可以灵活地满足这些需求。通过高效地提供适当的电压水平，这些模块使各种尖端、关键任务传感器和技术能够顺利运行。

经济高效的集成

与复杂的分立式电源设计相比，模块化方法在降低运营和维护成本及延长寿命方面具有长期优势。总体拥有成本（TCO）分析显示，模块化电源可带来丰厚的投资回报。这与 CAJU 推动可持续航空解决方案的目标相吻合。不管是从环境方面还是经济方面，这些解决方案都切实可行。

欧盟的清洁航空联合计划是一项重要的倡议，旨在为航空业打造一个更加可持续的未来——一个与全球环境问题协调运作的未来。这一倡议的成功在很大程度上依赖于现有技术以及安全地将创新与商业航空的需求相协调的能力。绿色技术正在兴起，将帮助解决这一问题的技术将越来越多。

今天，通过设计更先进的电源系统，我们可以超越传统的分立式设计方法，实现这些方法无法提供的 SWaP（尺寸、重量和功率）。更重要的是，它们无法提供高效率，会直接影响碳足迹。

另一方面，Vicor 的 DC-DC 电源模块具有多方面的优势，包括紧凑的尺寸、高效率和可靠性，有望在减少温室气体的绿色革命中发挥核心作用。积极采用并投资于这些技术，可以释放创新潜力，成功应对这一艰巨任务。Vicor 的高密度电源模块是实现更清洁、更高效的航空未来的重要组成部分，不仅对欧洲，而且对全世界都是如此。