CN206533273U

CN206533273U - 电源系统

Info

Publication number: CN206533273U
Application number: CN201720151956.0U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Shenzhen Kuang Chi Space Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Kuang Chi Space Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2027-02-20

Abstract

本实用新型提出了一种电源系统，该电源系统包括：多个封装的电压转换器，并且多个电压转换器并联设置，以及电压转换器包括输入端和输出端，其中，输入端包括：用于开启或者关闭电压转换器的开关单元；用于接收电压输入的电压接收端；用于接收程控信号的信号接收端；用于发送程控信号的信号发送端；输出端包括：用于输出固定电压的电压输出端。本实用新型通过将多个封装的电源转换器并联设计，从而能够使电源在保证转换效率及功率需求的基础上，进一步减小电源系统的体积及重量，从而满足系留式无人机对电源系统的要求。

Description

电源系统

技术领域

本实用新型涉及电源领域，具体来说，涉及一种电源系统。

背景技术

系留无人机是一种供电系统放在地面上，通过地面电缆把几百伏高压直流电输送到几十米甚至近百米的系留无人机上，随后该系留无人机中的机载电源把地面传输的高压转换成动力及控制系统使用的低压直流稳压电源，因此，这种电压转换器的性能是评估系留无人机产品性能的一个重要指标。

而现有技术中，电压转换器重量过重，转换效率偏低耗损严重，如针对12KW能源需求的系留无人机，其电源转换器的重量超过12千克，该电源转换器与系留无人机总重量的比重超过40％，此外，除去机体机械结构的重量，留给该系留无人机功能载荷的空间将变得非常有限，因此，现有技术电源转换器重量偏重，将直接影响无人机系统的整体性能，同时，如：在一个直径为1.8米的无人机上，该电源转换器的体积超过系留无人机体积的30％，除去其他模块的体积，预留给系留式无人机的功能载荷的使用空间也将变得非常有限，此外，由于电源转换器太重，系留式无人机的任务载荷量就会被削减，整个无人机能耗也会居高不下，另外动力系统长期处于高负荷运转，对系统寿命也有较大影响。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种电源系统，能够使电源在保证转换效率及功率需求的同时，减小电源系统的体积及重量，从而满足了系留式无人机对电源的要求。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电源系统。

该电源系统包括：多个封装的电压转换器，并且多个电压转换器并联设置，以及电压转换器包括输入端和输出端，

其中，输入端包括：用于开启或者关闭电压转换器的开关单元；用于接收电压输入的电压接收端；用于接收程控信号的信号接收端；用于发送程控信号的信号发送端；

输出端包括：用于输出固定电压的电压输出端。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：与电压接收端连接，用于对输入电流进行滤波的输入滤波电路。

根据本实用新型的一个实施例，电压接收端包括：与输入滤波电路连接，用于连接电压正极的正极输入端口；与输入滤波电路连接，用于连接电压负极的负极输入端口。

根据本实用新型的一个实施例，输入滤波电路进一步包括：用于进行对输入滤波电路进行保护的输入保护电路。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：分别与信号接收端、信号发送端和开关单元连接，用于负责程控信号的输入和输出的控制单元。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：与电压输出端连接，用于对输出电流进行滤波的输出滤波电路。

根据本实用新型的一个实施例，电压输出端包括：与输出滤波电路连接，用于连接电压正极的正极输出端口；与输出滤波电路连接，用于连接电压负极的负极输出端口。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：与输出滤波电路连接的动力系统。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：分别与信号接收端、信号发送端和开关单元连接的总线接口电路。

根据本实用新型的一个实施例，电源系统应用于系留式无人机。

本实用新型通过将多个封装的电源转换器并联设计，从而能够使电源在保证转换效率及功率需求的基础上，进一步减小电源系统的体积及重量，从而满足系留式无人机对电源系统的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的电源转换器的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的电源系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种电源系统。

根据本实用新型实施例的电源系统包括：多个封装的电压转换器，并且多个电压转换器并联设置，以及电压转换器包括输入端和输出端，其中，输入端包括：用于开启或者关闭电压转换器的开关单元；用于接收电压输入的电压接收端；用于接收程控信号的信号接收端；用于发送程控信号的信号发送端；输出端包括：用于输出固定电压的电压输出端。

在该实施例中，电源转换器可根据实际需求进行选择，如电源转换器可为VICOR公司推出的VI Chip(Converter housed in Package封装转换器)模块，该VI Chip模块具有如下优势：体积小，VI Chip是目前大功率密度器件中体积最小的，尺寸约为1/16砖；灵活性好，VI Chip使电源设计更加灵活，可选择的方案更多；效率高，VI Chip最高效率可达97％；快速动态响应快，VI Chip开关频率最高达3.5MHz，使用很少的低ESR/ESL陶瓷电容滤波，从而减小动态负载引起的过冲电压值，由于上述电源转换器采用了ChiP BCM(母线转换器模块)的砖式封装技术，从而使得单个的电压转换器具有体积小、重量轻、效率高和功率密度大等优点，此外，通过将多个上述的电压转换器并联连接，从而能够满足多种系留式无人机的功率需求，在相同功率条件下，采用多个转换器级封装器件占用的体积约为普通DC-DC转换器的10％，同时，多个转换器级封装器件的重量却不及普通DC-DC转换器的10％，这样一来就可以在保证系统性能的同时，为功能载荷及其他扩展工作提供了更多的重量及空间的富余，从而提升了系统性能，当然可以理解，该电源转换器的个数和具体类型可以根据实际需求进行设置，如，根据本实用新型的实施例，该电源转换器可为隔离母线转换器、DC‐DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)电源转换器，本实用新型对此不作限定。

进一步地，为了更清楚的描述本实用新型的技术方案，下面通过一个电源转换器的结构进行详细的描述，其他的电源转换器与该描述的电源转换器的结构类似，如图1所示，其中，该电源转换器的输入端(或“1”端)包括：用于开启或者关闭电压转换器的“EN”管脚(或开关单元)；用于接收电压输入的“+IN”管脚(或第一电压接收端)和“-IN”管脚(或第二电压接收端)，其中，该“+IN”管脚用于与外部高压电压的正极连接，该“-IN”管脚用于与外部高压电压的负极连接；用于接收程控信号的“SER-IN”管脚(或信号接收端)；用于发送程控信号的“SER-OUT”管脚(或信号发送端)；以及用于电源负极(如地线)的接入的““-IN”管脚，而该电源输出端包括：用于输出固定电压的“+OUT”管脚(或第一电压输出端)和“-OUT”管脚(或第二电压输出端)，其中，该“+OUT”管脚用于将外部高压电压转换后的直流低电压输出至正极；该“-OUT”管脚用于将外部高压电压转换后的直流低电压输出至负极。

通过本实用新型的上述方案，将多个封装的电源转换器并联设计，从而能够使电源在保证转换效率及功率需求的基础上，进一步减小电源系统的体积及重量，从而满足系留式无人机对电源系统的要求。

在该实施例中，如图2所示，多个电源转换模块并联设置，并且每个电源转换模块的“+IN”管脚和“-IN”管脚与输入滤波电路进行连接，其中，该输入滤波电路用于滤去整流输入电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路等。

根据本实用新型的一个实施例，电压接收端包括：与输入滤波电路连接，用于连接电压正极的正极输入端口(或“+IN”管脚)；与输入滤波电路连接，用于连接电压负极的负极输入端口(或“-IN”管脚)。

在该实施例中，鉴于输入滤波电路存在一些不稳定因素，而输入保护电路用来防止此类不稳定因素影响滤波电路效果，如有过流保护、过压保护、过热保护、空载保护、短路保护等，其可根据实际需求进行设置。

在该实施例中，如图2所示，输出控制系统(或控制单元)分别与“SER-IN”管脚、“SER-OUT”管脚和“EN”管脚连接，该输出控制系统用于负责程控信号的输入和输出，当然可以理解，该输出控制系统可根据实际需求进行设置，如该输出控制系统可为控制器、单片机、芯片、传感器等，此外，该输出控制系统还包括总线接口电路。

在该实施例中，如图2所示，多个电源转换模块并联设置，并且每个电源转换模块的“+OUT”管脚和“-OUT”管脚与输出滤波电路进行连接，其中，该输出滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路等。

根据本实用新型的一个实施例，电压输出端包括：与输出滤波电路连接，用于连接电压正极的正极输出端口(或“+OUT”管脚)；与输出滤波电路连接，用于连接电压负极的负极输出端口“-OUT”管脚。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：与输出滤波电路连接的动力系统，当然可以理解，该动力系统可根据实际需求进行设置，如该动力系统为发动机等，本实用新型对此不作限定。

在该实施例中，如图2所示，总线接口电路分别与“SER-IN”管脚、“SER-OUT”管脚和“EN”管脚连接，其中，该总线接口电路为连接在总线上的设备与总线的连接电路。

根据本实用新型的一个实施例，电源系统应用于系留式无人机，当然可以理解，可根据实际需求，将电源系统设置于其他设备组，如该电源系统应用于飞机、船等，本实用新型对此不做限定。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，将多个封装的电源转换器并联设计，从而能够使电源在保证转换效率及功率需求的基础上，进一步减小电源系统的体积及重量，从而满足系留式无人机对电源系统的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电源系统，其特征在于，包括：

多个封装的电压转换器，并且所述多个电压转换器并联设置，以及所述电压转换器包括输入端和输出端，

其中，所述输入端包括：

用于开启或者关闭所述电压转换器的开关单元；

用于接收电压输入的电压接收端；

用于接收程控信号的信号接收端；

用于发送程控信号的信号发送端；

所述输出端包括：

用于输出固定电压的电压输出端。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，还包括：

与所述电压接收端连接，用于对输入电流进行滤波的输入滤波电路。

3.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，所述电压接收端包括：

与所述输入滤波电路连接，用于连接电压正极的正极输入端口；

与所述输入滤波电路连接，用于连接电压负极的负极输入端口。

4.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，所述输入滤波电路进一步包括：

用于进行对所述输入滤波电路进行保护的输入保护电路。

5.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，还包括：

分别与所述信号接收端、所述信号发送端和开关单元连接，用于负责程控信号的输入和输出的控制单元。

6.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，还包括：

与所述电压输出端连接，用于对输出电流进行滤波的输出滤波电路。

7.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述电压输出端包括：

与所述输出滤波电路连接，用于连接电压正极的正极输出端口；

与所述输出滤波电路连接，用于连接电压负极的负极输出端口。

8.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，还包括：

与所述输出滤波电路连接的动力系统。

9.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，还包括：

分别与所述信号接收端、所述信号发送端和开关单元连接的总线接口电路。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统应用于系留式无人机。