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机载基地台为紧急救生通讯系线畅流
[作者 Vicor提供]   2022年03月23日 星期三 浏览人次: [2031]

世界各地都可能发生天然灾害,恢复通讯对於现场急救人员而言至关重要,这样才能及时满足灾民当时的迫切需求并恢复饮用水、食品和电力等基本生活物资的供应。


日本的工程公司Fukaden正在透过为高功率系留无人机中的行动通讯基地台供电,来为这项人道主义事务提供支援。现场急救人员一到现场,就可怖署这些重量很轻的可?式无人机,以提供即时通讯功能。这为急救人员提供了快速决策以及沟通所需的支援。



图1 : Fukaden系留无人机可快速部署,为危及生命的自然灾害情况提供援助。
图1 : Fukaden系留无人机可快速部署,为危及生命的自然灾害情况提供援助。

在与日本主要电信营运商的合作中,Fukaden已经对其电源控制箱 II 主电源单元进行示范测试,该设备透过系线为无人机供电。它可将 1kW 的电源传输到 150 公尺远的地方。此外,并联使用单元还可轻松扩充电源,将功率增加三倍,达到 3kW,其可为直径为 10 公里的工作范围提供蜂巢式服务。


更高的电压可实现更轻、更细的缆线

过去,系留无人机的弊端一直是电源线的粗细和重量。又长又重的缆线会增加重量,造成更大的阻力,这不仅需要更多电源,而且限制了无人机增加新特性的能力,如感测器或高解析度视讯摄影机等。


Fukaden无人机需要 1kW 到 5kW 的电源,而将供电电压从 24V 增加到 370V,可将供电电流锐减为原来的1/15。这有利於使用更细的缆线,其可将 1kW 缆线的重量从 125 克/公尺锐降至 11.1 克/公尺,下降後不到原来的1/10。


在无人机上提供 370V 电压,需要在无人机上安装一款高密度的更轻 DC-DC 转换器模组,将电源电压降至 DC 24V,这是驱动电机所需的电压。



图2 : 系留无人机「电源控制箱II 主供电单元」(背面)的Fukaden供电单元和一部分电源单元,安装了两款 Vicor DCM? 元件(右侧)
图2 : 系留无人机「电源控制箱II 主供电单元」(背面)的Fukaden供电单元和一部分电源单元,安装了两款 Vicor DCM? 元件(右侧)

最初的 Fukaden 高压 DC-DC 转换器设计不仅很重,而且占用的空间也很多。因此,该公司寻找一种小型、轻量级的 DC-DC 转换器,随後使用 Vicor DCM? 电源模组取代了大型转换器。


Vicor DCM 是一种采用高频率零电压切换 (ZVS) 技术的隔离式 DC-DC 转换器模组,具有转换效率高、输出功率密度大的特徵。使用 DCM 不仅将体积缩小了 75%,而且还将重量减少了 50% 以上。


建构更高效能的通讯无人机

新一代 Fukaden 通讯无人机需要高达 9kW 的电源。使用更高电压的电源(DC 700V) 和更细的缆线并升级到并联三款 Vicor BCM 母线转换器,Fukaden 能够将功率扩大到 4.5kW。要进一步扩大至近 9kW,可以并联两个 Fukaden 供电单元。



图3 :  Fukaden的下一代通讯站需要高达9kw的功率。
图3 : Fukaden的下一代通讯站需要高达9kw的功率。

Fukaden使用高压电源(DC 700V)、更薄的线缆和三个 Vicor BCM并联阵列,能?轻松扩展功率以提供更好的效能。 通过新增电源,无人机可以飞行92小时,并保持直径为10公里的通信区域。


增加电源後,无人机可飞行 92 小时并保持直径 10 公里的通讯范围。此外,在所有类型的恶劣天气下,还可帮助基地台提升效能,更出色地完成任务。


轻量级的小巧电源模组不仅易於设计和扩充电源,而且还便於安装无人机基地台,从而可实现拯救生命的关键任务部署。发生天然灾害时,Fukaden 可?式基地台单元正迅速成为急救人员的必备设备。其多功能性和便携性将为日本乃至世界各地的救灾工作带来福音。


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