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機載基地台支援 緊急救生通訊連線暢流
[作者 Vicor提供]   2022年03月23日 星期三 瀏覽人次: [2055]

世界各地都可能發生天然災害,恢復通訊對於現場急救人員而言至關重要,這樣才能及時滿足災民當時的迫切需求並恢復飲用水、食品和電力等基本生活物資的供應。


日本的工程公司Fukaden正在透過為高功率繫留無人機中的行動通訊基地台供電,來為這項人道主義事務提供支援。現場急救人員一到現場,就可怖署這些重量很輕的可?式無人機,以提供即時通訊功能。這為急救人員提供了快速決策以及溝通所需的支援。



圖1 : Fukaden系留無人機可快速部署,為危及生命的自然災害情況提供援助。
圖1 : Fukaden系留無人機可快速部署,為危及生命的自然災害情況提供援助。

在與日本主要電信營運商的合作中,Fukaden已經對其電源控制箱 II 主電源單元進行示範測試,該設備透過繫線為無人機供電。它可將 1kW 的電源傳輸到 150 公尺遠的地方。此外,並聯使用單元還可輕鬆擴充電源,將功率增加三倍,達到 3kW,其可為直徑為 10 公里的工作範圍提供蜂巢式服務。


更高的電壓可實現更輕、更細的纜線

過去,繫留無人機的弊端一直是電源線的粗細和重量。又長又重的纜線會增加重量,造成更大的阻力,這不僅需要更多電源,而且限制了無人機增加新特性的能力,如感測器或高解析度視訊攝影機等。


Fukaden無人機需要 1kW 到 5kW 的電源,而將供電電壓從 24V 增加到 370V,可將供電電流銳減為原來的1/15。這有利於使用更細的纜線,其可將 1kW 纜線的重量從 125 克/公尺銳降至 11.1 克/公尺,下降後不到原來的1/10。


在無人機上提供 370V 電壓,需要在無人機上安裝一款高密度的更輕 DC-DC 轉換器模組,將電源電壓降至 DC 24V,這是驅動電機所需的電壓。



圖2 : 繫留無人機「電源控制箱II 主供電單元」(背面)的Fukaden供電單元和一部分電源單元,安裝了兩款 Vicor DCM? 元件(右側)
圖2 : 繫留無人機「電源控制箱II 主供電單元」(背面)的Fukaden供電單元和一部分電源單元,安裝了兩款 Vicor DCM? 元件(右側)

最初的 Fukaden 高壓 DC-DC 轉換器設計不僅很重,而且佔用的空間也很多。因此,該公司尋找一種小型、輕量級的 DC-DC 轉換器,隨後使用 Vicor DCM? 電源模組取代了大型轉換器。


Vicor DCM 是一種採用高頻率零電壓切換 (ZVS) 技術的隔離式 DC-DC 轉換器模組,具有轉換效率高、輸出功率密度大的特徵。使用 DCM 不僅將體積縮小了 75%,而且還將重量減少了 50% 以上。


建構更高效能的通訊無人機

新一代 Fukaden 通訊無人機需要高達 9kW 的電源。使用更高電壓的電源(DC 700V) 和更細的纜線並升級到並聯三款 Vicor BCM 母線轉換器,Fukaden 能夠將功率擴大到 4.5kW。要進一步擴大至近 9kW,可以並聯兩個 Fukaden 供電單元。



圖3 :  Fukaden的下一代通訊站需要高達9kw的功率。
圖3 : Fukaden的下一代通訊站需要高達9kw的功率。

Fukaden使用高壓電源(DC 700V)、更薄的線纜和三個 Vicor BCM並聯陣列,能?輕鬆擴展功率以提供更好的效能。 通過新增電源,無人機可以飛行92小時,並保持直徑為10公里的通信區域。


增加電源後,無人機可飛行 92 小時並保持直徑 10 公里的通訊範圍。此外,在所有類型的惡劣天氣下,還可幫助基地台提升效能,更出色地完成任務。


輕量級的小巧電源模組不僅易於設計和擴充電源,而且還便於安裝無人機基地台,從而可實現拯救生命的關鍵任務部署。發生天然災害時,Fukaden 可?式基地台單元正迅速成為急救人員的必備設備。其多功能性和便攜性將為日本乃至世界各地的救災工作帶來福音。


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