系留无人机应用

　　佰才邦作为通讯领域的  企业，近几年来在系留式多旋翼无人机系统方面的发展取得了显著成绩。目前主打机型  飞行高度为200米，  负载能力15公斤，定点悬停时间在4-24小时，具有长时间无故障连续飞行的能力。

　　系留无人机系统包括无人机、系留箱、机载电源、地面电源、系留线缆等子系统。在自然灾害造成的通讯中断抢险中，传统应急方案可能需要长达4小时的到位时间，但系留无人机从运输到展开业务仅需20分钟，超短的展开、回收时间使得系留无人机备受青睐。

　　系留无人机应用领域包括

　　    应急通讯：自然灾害发生时通讯被中断，地面公共网络瘫痪，系留无人机携带移动基站快速投入，确保通讯网络长时间工作；

　　    科研院校：将特定设备长时间放置于空中进行测试，系留无人机为科研院所的课题研究起到极大助推作用；

　　    安保监控：系留无人机携带各种类型的摄像头在特定时间、特定地点进行长时间空中视频监控；

　　系留无人机电源子系统

　　系留无人机电源结构分布

　　系留无人机电源结构细化分布发电机输出的220V/380V交流电压通过地面电源子系统转换为400V高压，400V高压通过系留电缆传输至空中机载电源子系统，在此系统中通过Vicor BCM电源模块转成至48V电压为马达系统供电。系统的运行功率大致为5kW，但为了保证足够的抗风能力将设计指标提升至7kW，系统中使用若干BCM电源模块。

　　系留无人机对电源的需求

　　系留无人机在空中作业时机载电源子系统是端到端系统中的  部件，为无人机电机以及机载负载设备工作提供动力源，是保证系统长时间、不间断、安全可靠飞行的基础。如下是系统对机载电源的需求：

　　    电源设备重量轻、体积小：机载电源自身重量的降低会提升系统的整体负载能力；

　　    输入、输出电压稳定性高：保证系统在强风、高海拔等多种条件下稳定工作；

　　    能量密度大、负载能力强：保证系统裕量设计时不增加器件数量；

　　    效率高：发热量少降低了散热设备的重量，进一步为提升系统整体负载能力做出贡献；

　　产品特点

　　采用VIA封装的Vicor BCM4414是一款高效率的母线转换器，通过260V-410V DC高压母线工作，可提供32.5V-51.3V DC的隔离式非稳压低压。独特的超薄模块将 DC-DC 转换、集成型滤波和 PMBus  指令及控制整合在底座或PCB安装封装中。BCM可提供低噪声、快速瞬态响应以及业界  的效率和功率密度。低压侧参考的 PMBus 兼容型遥测控制接口可提供对BCM 配置、故障监控以及其它遥测功能的访问。BCM模块利用Vicor VIA封装技术的散热及密度优势，能够使用上下两面极低的热阻抗提供高度灵活的散热管理选项。与下游 Vicor DC-DC转换组件及稳压器相结合时，BCM允许电源设计工程师采用简单、纤薄的设计，这将在不影响成本或性能指标的情况下，为终端系统实现差异化。

　　特性与优势

　　    输出35A的恒定电流；

　　    1/8 的固定变压比 (K)；

　　    高达797W/in3的功率密度；

　　    97.7%的峰值效率；

　　    内部集成EMI滤波器和浪涌保护电路；

　　    支持数千瓦阵列的并行工作；

　　    OV、OC、UV、短路和热保护；

　　    4414封装，重量141g；

　　    平均无故障时间长；

　　    散热增强型VIA封装；

　　    PMBus   通讯功能；

　　    热插拔应用

　　Vicor产品的优势

　　系留无人机应用中，Vicor电源产品的优势如下：

　　    功率密度大、体积小、重量轻；

　　    转换效率高，峰值效率高达98%，比市面上同类产品高出2～3个百分点；

　　    散热性能卓越，简化了散热器设计结构，降低了散热器体积，降低了重量，散热器体积是其他产品的1/10；

　　    输入端工作电压高，机载前端在400V高电压工作时系留线缆上产生的热损降低，得益于此线缆设计得到优化，负载重量进一步减少；

　　    BCM模块可以对电压、电流、温度等关键指标进行实时工作状态的监控，若监控系统发现这些指标超过门限则提前预警，必要时触发迫降程序进行安全降落，避免对人员的伤害和设备损害，确保系统安全；

　　    BCM模块可以对电压、电流、温度等工作门限进行设置，其它子系统的设计也得到优化；

　　    BCM模块输入端的集成式共模电感及防浪涌设计解决了系统的EMC问题；

　　系统测试

　　相对于其它产品，系留无人机的测试更为严格、全面和复杂。佰才邦系留无人机的测试包括：

　　    子系统测试：针对电源子系统进行功能和性能方面的全面测试，通过长时间运行来考察工作状态是否正常，温度状态是否在设计范围；

　　    子系统和全系统的实验室联调测试：搭建实验室模拟环境，将机载电源，地面电源，系留电缆，模拟负载等进行联调，测试端到端输出情况，对监控系统、飞控系统、保护功能进行全面评估；

　　    外场测试：在不同负载，不同功率，不同高度，不同天气工况，不同飞行时间等条件下对系统进行组合飞行，完整的考察系统的所有设计指标性能。

　　双向设计满足需求

　　佰才邦在4G/5G小基站方面有较深积累，在无人机与通信基站的结合方面有大量研究和产品创新。系留无人机未来会支持更大的负载能力、更高的飞行高度，能力上限需要不断提升，对电源模块的要求更为严苛。Vicor在电源模块领域处于行业  地位，双方进一步的合作，将为行业应用和创新提供性能卓越的产品。

　　佰才邦在基站设计方面处于行业  地位，对行业的深入理解和细节把控上都有自己独到见解。比如，应急移动通信基站的施放、安装、间距及抗干扰等都是系留无人机设计之初需要考虑的关键因素。同样，也会根据系留无人机的特点对应急移动通信基站进行产品优化，这种双向设计，让系统更加适应不同应用场景，发挥  作用。

　　未来规划

　　除了现有应用领域外，佰才邦在系留无人机应用方面也在积极探索，开拓未来可能进入的新领域，比如环境监控、空气质量采集、应急照明服务等。在谈到未来产品规划时，佰才邦公司无人机产品总监李明表示，很大程度上未来应用的负载会更重、飞行高度会更高，能力上限需要不断提升，对电源模块的要求更为严苛。佰才邦认为Vicor在电源模块领域处于行业  地位，期望双方进一步紧密合作，为行业应用和创新提供性能卓越的产品。