[发明专利]一种无人机用四相交错并联高功率密度直流-直流变换器装置

说明书

本发明属于电力电子领域，特别涉及一种无人机用四相交错并联高功率密度直流‑直流变换器装置，包括动力电池、四相交错并联同步整流主电路、机载设备、驱动电路、保护电路、电流反馈电路、电压反馈单元、微控制器单元，霍尔电流传感器、人机交互单元；所述变换器在无人机上使用时输入接无人机的动力电池，输出接机载设备；本发明具有高功率密度，质量比功率大于4kw/kg，体积比功率大于3.3kw/L；具有高可靠性，无故障运行时间大于1万小时；输入输出的电压纹波小于0.1％；输入输出电流纹波小于0.1％；电磁兼容性符合RTCADO‑160标准；具有高动态响应速度，大于50A/ms负载变化率。

技术领域

本发明属于电力电子领域，特别涉及一种无人机用四相交错并联高功率密度直流-直流变换器装置。

背景技术

无人机的出现帮助了人类完成许多载人机不可能完成的危险复杂任务，在提高侦查灵活机动性的同时也有效降低了人员伤亡。无人机平台由电源、雷达、影像、飞控和数据传输链等系统组成，实现无人机的长续航能力及机载设备的稳定运行需要设计一套轻量化、高效率的电源变换器。随着工业级无人机技术的不断发展，未来工业级无人机在多个行业将呈现爆发式增长。

由于无人机使用55-63v的动力电池作为电源，而机载电气设备需要28v的电源，因此需要直流-直流变换器完成电压的转换。无人机用直流-直流变换器的特殊要求：

1.高功率密度：要求功率质量比大于4kw/kg，功率体积比大于3.3kw/L。

2.高可靠性：无故障运行时间大于1万小时。

3.输入输出的电压纹波小于0.5％。

4.输入输出电流纹波小于0.5％。

5.电磁兼容性符合RTCADO-160标准。

6.高动态响应速度：大于50A/ms。

针对无人机对直流-直流变换器的特殊要求，传统buck拓扑结构根本无法满足要求，所以使用四相交错并联同步整流拓扑来满足无人机用直流-直流变换器的特殊要求。

发明内容

本发明的目的是公开一种无人机用四相交错并联高功率密度直流-直流变换器。

其具体技术方案如下：

一种无人机用四相交错并联高功率密度直流-直流变换器装置，包括动力电池、四相交错并联同步整流主电路、机载设备、驱动电路、保护电路、电流反馈电路、电压反馈单元、微控制器单元，霍尔电流传感器、人机交互单元；其中，动力电池与四相交错并联同步整流主电路由输入母线连接，四相交错并联同步整流主电路与机载设备由输出母线连接；输入接母线正极和输出母线正极、负极接到电压反馈单元，电压反馈单元采集的电压信号连接到微控制器单元；霍尔电流传感器穿在输入母线的负极上，其采集的电流信号输入电流反馈单元，电流反馈单元连接到微控制器单元；驱动电路的输入端连接到微控制器单元，输出端连接到四相交错并联同步整流主电路；保护电路的输入端连接霍尔电流传感器的输出端、电压反馈单元的输出端、以及四相交错并联同步整流主电路，保护电路的输出端连接到微控制器上；人机交互控制由CAN通信连接到微控制器单元。

所述变换器的通信电路，使用5v变5v的B0505隔离电源给ISO1050供电，使用CAN2.0B通信协议。ISO1050为隔离的CAN芯片。