無(wú)人機(jī)用嵌入式DC-DC變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)人機(jī)（簡(jiǎn)稱UAV），即無(wú)人駕駛飛行器。無(wú)人機(jī)可以在無(wú)人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負(fù)荷工作，因其可以有效地減小人員傷亡,提高偵察和作戰(zhàn)的靈活性和機(jī)動(dòng)性,當(dāng)前已作為無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)的重要分支受到高度重視,在順應(yīng)信息化作戰(zhàn)需求的趨勢(shì)下有著自身獨(dú)特的重要作用。無(wú)人機(jī)平臺(tái)大致分為飛控、導(dǎo)航、探測(cè)感知、信息處理與傳輸、電源和有效工作載荷等幾個(gè)子系統(tǒng),其中電源系統(tǒng)為其他電子設(shè)備提供電力來(lái)源。因此機(jī)載電源系統(tǒng)應(yīng)能平穩(wěn)、高效、可靠地工作，以確保

2、機(jī)載設(shè)備正常工作，飛行器安全航行。
　　因此專門針對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用環(huán)境研制一種具有高效率、高功率密度和高可靠性的開(kāi)關(guān)電源變換器就具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文重點(diǎn)開(kāi)展的研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)工作有：
　　1．針對(duì)寬輸入電壓范圍大功率開(kāi)關(guān)電源，研究其耗損組成和影響因素，比對(duì)單級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)Buck+“半橋-交叉錯(cuò)位正激”兩級(jí)級(jí)聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)及單元電路的設(shè)計(jì)等內(nèi)容展開(kāi)研究，輸入電壓寬達(dá)155V～425V。
　　2．機(jī)載270

3、V高壓直流供電系統(tǒng)具備傳輸功率大、效率高、可靠性高等特點(diǎn)，可以顯著減小總線上的電流，提高效率，降低電磁干擾。但應(yīng)用于270V直流系統(tǒng)的DC/DC高壓電源模塊的輔助電源設(shè)計(jì)是一個(gè)難點(diǎn)，該類輔助電源需要解決高壓輸入、寬電壓輸入等問(wèn)題。寬范圍輸入電壓能夠抑制在高壓供電時(shí)輸入電壓的快速跌落，使輔助電源快速動(dòng)態(tài)反饋，以保持供電穩(wěn)定。
　　3．傳統(tǒng)的高壓高端MOSFET驅(qū)動(dòng)主要采用自舉式驅(qū)動(dòng)、變壓器耦合驅(qū)動(dòng)和高壓驅(qū)動(dòng)器，但存在延時(shí)時(shí)間大、線路

4、復(fù)雜、占用面積大等缺點(diǎn)。本文采用數(shù)字隔離器與低壓驅(qū)動(dòng)器相結(jié)合的技術(shù)方案，隔離輸入與輸出間的電氣連接，消除地線回路的不利影響，增加共模抑制比；同時(shí)增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)懸浮主開(kāi)關(guān)MOSFET和電感短路MOSFET的直驅(qū)，設(shè)計(jì)方便，原理簡(jiǎn)潔。
　　4．大電流負(fù)載和冗余備份要求電源模塊必須具有并聯(lián)均流功能，常規(guī)的并聯(lián)均流技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)均流精度控制，通常不具備上電同步啟動(dòng)和故障單元自動(dòng)退出功能?；跀?shù)字鑒頻及快速鎖相技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多模塊