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大小功率两种系留无人机供电方案分享,原理图、PCB、数据手册等

大小功率两种系留无人机供电方案分享,原理图、PCB、数据手册等

前言:
系留无人机利用地面发电机或者市电通过自带几十米到几百米的供电电缆供电,可以实现24小时不间断留空,大重量载重升力的无人机方案。对于飞机而言,自重没增加1克就意味着负载能力减少1克。在有限的预算,功率的条件内,Vicor以最优的功率重量比提供电源支持方案,可以有效的提升客户的负载竞争能力。


现在优秀的供电电缆重量在1.5kg/100米(10A通流能力)。从经济的角度来说,要求地面需要提供一个高压直流,通过电缆供给无人机。目前市面最成熟最普遍的方案就是把220VAC的交流电,通过PFC转换成380V的高压直流给无人机供电。
通常的系留无人机按照功率来分成2类:3KW以内的小型系留无人机,以及3KW到10多KW的大型系留无人机。小功率无人机一般使用24V的直流电机,大功率的无人机一般使用48V的直流电机。以下展示了一个无人机的供电框图:


从高压380V转到低压48V或者24V,根据安规的要求需要做隔离,以保证安全要求。后级更低的电压可以通过48V或者24V总线采用非隔离的方式或得。VICOR以最先进的电源技术,提供从380V到总线以及后端飞控系统,摄像头,云台,数传等系统的最轻,效率最高的供电方案。
一、针对24V的小功率无人机,VICOR提供单片600W,重量仅29.2g,可并联的电源方案 – DCM模块。
DCM是一个隔离式、稳压DC-DC转换器,可适应宽电压范围输入运行(长距离的电缆供电,由于线路阻抗的原因,在功率不同,输出端电压会有较大差异),产生稳定的输出电压。
DCM300P240x600A40具有以下特点:

  1. 宽输入电压范围:(200-420)V;
  2. 小体积:47.91mm*22.8mm,7.26mm,约半个普通打火机大小
  3. 重量:29.2g,约半个土鸡蛋重。高功率重量比:20.55W/g,每克重量提供20.55W的功率输出;
  4. 效率高达:93%
  5. 单颗最大输出电流25A,功率600W,最多可8可并联,满足千瓦级输出;

二、针对48V的大功率无人机,VICOR提供单片1750W,重量仅41g,可并联的电源方案 – BCM模块。
BCM是一个隔离式、直流变压器形式的DC-DC降压器,可适应宽电压范围输入运行(长距离的电缆供电,由于线路阻抗的原因,在功率不同,输出端电压会有较大差异),产生按比例降低的输出电压
BCM400y500x1K8A31具有以下特点:

  1. 宽输入电压范围:(260-410)V;
  2. 小体积:63.34mm*22.8mm,7.26mm,约一个普通打火机大小
  3. 重量:41g,约1个土鸡蛋重。高功率重量比:42.68W/g,每克重量提供高达42.68W的功率输出;
  4. 效率高达:98%
  5. 单颗最大输出功率1750W,最多可8可并联,满足万瓦级输出;

VICOR同时也提供VIA 封装的BCM模块,支持48V电机的无人机,帮助客户简化散热设计,能快速完成产品设计和投产。

BCM4414xD1E5135yzz具有以下特点:

  1. 宽输入电压范围:(260-410)V;
  2. 单片输出电流高达35A,最多可8可并联,满足万瓦级输出
  3. 即插即用:输入直连电源,输出直连负载即可。
  4. 安装简洁:直接用螺丝固定在冷板上即可。

针对后端的云台,数传,摄像机,飞控,VICOR提供业界高效的芯片级别的DCDC降压转化。
PI33XX和PI354X是非隔离式的DCDC降压芯片。适应24V或者48V总线降压要求,有占板面积极小,外围电路很简单,效率高的特点。

  1. 输入电压范围: PI33XX:8V~36V, PI354X:36V~60V
  2. 小体积:PI33XX:10 * 14*2.56 mm, PI354X:10 * 10 * 2.56 mm。大概指甲盖大小。
  3. 占板面积小:PI33XX:14 * 19mm, PI354X:25 * 16mm。大概一个SIM卡大小。
  4. 设计简单:只需要搭配功率电感和输入输出电容即可。
  5. 效率高达93%。
  6. 输出功率高达120W。

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    来自:飞行器时间:2018-06-15 stm32 四轴飞行器 无人机
  • 全自主飞行,定高定点低成本飞控系统方案

    注意此方案不是PX4,为个人亲自开发的飞控方案定高定点飞控特点:1、本方案飞控系统可进行多机型的定制。在穿越机、航拍机和农业机,固定翼等多个平台均可适用。2、成本低廉。飞控系统硬件在保持最优稳定性的情况下,成本较市面上的飞控系统低很多,紧存有传感器:MS5611、 MUP6000,罗盘用在GPS模块上面,还有主芯片STM32F4.3、可插拔的硬件设计。一个飞控系统两边的排针,只要将底板画好,直接插拔替换,方便使用。4、有手机地面站对飞行控制系统的数据进行监控。当飞控系统安装在飞机上可通过手机实时查看,例如当前的位置,高度,电量,还有飞行异常等信息。5、可执行复杂的飞行任务。在手机地面站上集成了多项复杂的飞行任务:1) 指点模式 2) 航线规划 3) 一键起飞/降落4) 跟随模式 5) 围栅飞行 6)一键返航 7)定高定点6、飞控系统校准简单。飞控的校准,直接集成在了手机地面站上面,可以直接通过手机进行一键校准和校准过程的观测。7、飞行稳定性。飞控系统在硬件架构上进行了IMU的分离,加入铁块增加惯性,双层海绵减小震动。在稳定飞行过程中,不出现异常的掉高或者上升情况,GPS定点稳定不飘移动。8、程序底层接口大量重新映射和修改。可以让工程师进行二次开发算法层,无须再关心hal层的开发。硬件批量成本:低于100元大小为:3cm*3.8cm下面是本方案的可插拔的飞行系统通过插入底板的方式安装在了QAV250的机架上的图片和飞行视频:http://player.youku.com/embed/XMjkzNjUyNTQyNA==?de...资料提供:硬件 :PCB 源文件,可以直接打板子软件: 飞控程序本资料提供:对应的程序和硬件PCB工程,本方案已经实现了量产。大批量,视频飞行效果如下,本人手上还有剩下一批产品板子是一整块已经焊接好的。
    来自:飞行器时间:2017-11-10 四轴飞行器 无人机 飞控
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    本电流计支持APM2.6 2.8 PIX 飞控自己买了马云家的电流计试了,大电流压降太大,而且电压也不准,串了个电阻进去总感觉不爽,所以自己找方案DIY了一个,有多余PCB板的需要的可以联系板子是6X5CM 大小的 线路可上锡加粗,布局安装方便,主要是比商品的稳定,少接线等等,说下功能:1,分电板 8路动力接口 4轴 6轴 8轴 可以接2,电压计 电阻分压方式带保护电路 支持2S~6S电池 3,电压和电流的检测信号,经过LM358进行电压跟随,提高带载能力,降低干扰4,电流计 采用ACS758系列磁性霍尔,非串入电阻方式,没有任何隐患 ,100毫欧,大电流下,压降也很小5,第一路5V输出(BEC),采用XL4015降压,理论最大5A输出,实际老化测试3A下4.95V轻微发热,主要给飞控,数传,GPS 给供电6,第二路5V输出,采用MP1584降压,理论最大3A输出,实际老化测试3A下4.85V轻微发热,主要给电动脚架等大电流设备独立供电,免得影响飞控等7,两路5V的电压都可以经过电阻调节,默认5V,比如6S电池时可以把第二路5V调到12V给图传云台等供电8,增加了ULN2803芯片,可以用来驱动6路LED灯,单路最大带载能力5V500毫安,方便指示灯,夜航灯驱动,带自锁开关, 直接采用电流不准,需要改变APM里的高级参数后续有,APM地面站参数调节资料和上了机架的安装效果图.上面是我的机架 嘿嘿爽飞了 就是电机垃圾了点这个是装好的图 装的时候忘记拍了。飞的时候也忘记了,下次拍点实际飞的图 LED我也加好了 接线网上有提供A4~A8......这个是电流计的设置,玩APM的其他设置不多说,设置照着红圈里设置 这样设置过后 在飞行数据里就有显示电流电压了,但是需要电压校准,就上图箭头所指的(测量电池电压)填上你电池的实际电压进去就好其它不用管我自己用的3S电池 后来为了验证电压电流准确性接了可调电源 在8V~17V电压很准确 5A电流下 电调接口一样的电压没有压降如果4S 6S 电池 请根据图上说明焊接电阻 这个是本电流计的高级参数设置进高级参数里面 只改这两项 上面一个0.64V那里 这个是空载情况下的电流参数 跟电子称的去皮一样 !!!测量方法;空载情况下电流检测引脚的电压(万用表测)下面一个16.6那里 这个参数就是电流检测的线性倍率参数说明(看单位A/V 就是多少A电流 这个电压能变化1V)我自己用的 ACS758-50U(PDF有说明60mv/A 换算就是1A除以0.06=16.6666...) 这里就看你用啥规格的ACS758了 推荐ACS758-50U 这个准确好了表达不好。。。见谅 相信大家能玩APM 也知道是啥意思了设置的时候最好拆桨用可调电源测 然后调节电流电压 设置 再看看与实际的差别(自己试过相差0.1A。) 记得保存参数哦!!!!这个设计理论最高输入30V还有个问题 如果大家的电调输入没有并接电容 需要在本板子的8个电调接口上并接大容量电容 至少1个1000UF以上!!!注意耐压有不明白请留言 可以有偿提供PCB板(15RMB,光板)附上两张悬停地面站截图
  • 系留无人机供电方案分享

    前言:Vicor公司设计、制造和销售模块化电源设备,新一代的电源产品在工业控制领域提供全球最小体积,最高功率密度,最高功率重量比的高可靠性电源晶片产品。系留无人机利用地面发电机或者市电通过自带几十米到几百米的供电电缆供电,可以实现24小时不间断留空,大重量载重升力的无人机方案。对于飞机而言,自重没增加1克就意味着负载能力减少1克。在有限的预算,功率的条件内,Vicor以最优的功率重量比提供电源支持方案,可以有效的提升客户的负载竞争能力。现在优秀的供电电缆重量在1.5kg/100米(10A通流能力)。从经济的角度来说,要求地面需要提供一个高压直流,通过电缆供给无人机。目前市面最成熟最普遍的方案就是把220VAC的交流电,通过PFC转换成380V的高压直流给无人机供电。通常的系留无人机按照功率来分成2类:3KW以内的小型系留无人机,以及3KW到10多KW的大型系留无人机。小功率无人机一般使用24V的直流电机,大功率的无人机一般使用48V的直流电机。以下展示了一个无人机的供电框图:从高压380V转到低压48V或者24V,根据安规的要求需要做隔离,以保证安全要求。后级更低的电压可以通过48V或者24V总线采用非隔离的方式或得。VICOR以最先进的电源技术,提供从380V到总线以及后端飞控系统,摄像头,云台,数传等系统的最轻,效率最高的供电方案。针对24V的小功率无人机,VICOR提供单片600W,重量仅29.2g,可并联的电源方案 – DCM模块。DCM是一个隔离式、稳压DC-DC转换器,可适应宽电压范围输入运行(长距离的电缆供电,由于线路阻抗的原因,在功率不同,输出端电压会有较大差异),产生稳定的输出电压。DCM300P240x600A40具有以下特点:宽输入电压范围:(200-420)V;小体积:47.91mm*22.8mm,7.26mm,约半个普通打火机大小重量:29.2g,约半个土鸡蛋重。高功率重量比:20.55W/g,每克重量提供20.55W的功率输出;效率高达:93%单颗最大输出电流25A,功率600W,最多可8可并联,满足千瓦级输出;针对48V的大功率无人机,VICOR提供单片1750W,重量仅41g,可并联的电源方案 – BCM模块。BCM是一个隔离式、直流变压器形式的DC-DC降压器,可适应宽电压范围输入运行(长距离的电缆供电,由于线路阻抗的原因,在功率不同,输出端电压会有较大差异),产生按比例降低的输出电压BCM400y500x1K8A31具有以下特点:宽输入电压范围:(260-410)V;小体积:63.34mm*22.8mm,7.26mm,约一个普通打火机大小重量:41g,约1个土鸡蛋重。高功率重量比:42.68W/g,每克重量提供高达42.68W的功率输出;效率高达:98%单颗最大输出功率1750W,最多可8可并联,满足万瓦级输出;VICOR同时也提供VIA 封装的BCM模块,支持48V电机的无人机,帮助客户简化散热设计,能快速完成产品设计和投产。BCM4414xD1E5135yzz具有以下特点:宽输入电压范围:(260-410)V;单片输出电流高达35A,最多可8可并联,满足万瓦级输出即插即用:输入直连电源,输出直连负载即可。安装简洁:直接用螺丝固定在冷板上即可。针对后端的云台,数传,摄像机,飞控,VICOR提供业界高效的芯片级别的DCDC降压转化。PI33XX和PI354X是非隔离式的DCDC降压芯片。适应24V或者48V总线降压要求,有占板面积极小,外围电路很简单,效率高的特点。输入电压范围: PI33XX:8V~36V, PI354X:36V~60V小体积:PI33XX:10 * 14*2.56 mm, PI354X:10 * 10 * 2.56 mm。大概指甲盖大小。占板面积小:PI33XX:14 * 19mm, PI354X:25 * 16mm。大概一个SIM卡大小。设计简单:只需要搭配功率电感和输入输出电容即可。效率高达93%。输出功率高达120W。注意:附件原理图以及PCB仅供参考,不可用作商业用途!附件截图:相关推荐:【2016英飞凌杯一等奖】基于英飞凌无人机解决方案的跟拍应用设计英飞凌无人机XMC4500多机演示板 - 全系统解决方案
    来自:飞行器时间:2016-07-18 vicor 无人机
  • H型小四轴

    做了个H型小四轴玩玩,上传原理图,根据我之前发布的六轴资料包,每个人都可以DIY自己的H型小四轴了哦!小的练手,大的往后做!H型小四轴没有安装太多传感器,考虑到电池和电机效率等问题,个人觉得小飞控没必要弄太多传感器,本四轴默认为使用手机蓝牙控制,但也留出了遥控器接口,也可以用遥控器操作!过段时间准备入手APM,回家也航拍个什么的,哈哈(没钱)!现在开源飞控有挺多类型的,cc3d/apm/mwc/pix等,当然pix/apm是玩的最好最多的了,接近商业飞控,可以称为意义上的无人机了。cc3d的视觉飞行效果比较好,灵活度高,适合室内小飞行器带视觉操作;mwc也还可以的,不足就是不能做飞行计划。很多人觉得开源没啥好的,自己不能写代码学不到东西。当然仁者见仁智者见智。个人觉得开源是很不错的平台,我们可以在别人做的好的基础上发现其他问题,以达到综合提高的目的,这也是开源的意义。所谓别人又自己写了什么飞控各种代码,其实也不过就是移植已有的各种开源例子而已,何必纠结于是不是自己亲自弄的呢?最重要的是把东西做好,把东西做好还要做的地方很多。飞控控制已经做得很稳定了,各种传感器的结合,无人机变得越来越亲和。然而在电源和电机效率上,是很难达到要求的。如今各种商业机纷纷推出,在控制上也无非就是增加或者差不多就那样,但在电机,电池上面的管理,家家或多或少都有些独到而绝不公开的。在电机效率和电池管理上的研究,直到开源每个人都可以获利的程度,还是需要很大的努力和很长的一段时间的。只有解决这些问题,无人机才可以正真活在平常人家的身边,否则都是只有在特殊人群,特殊事情上才能看到。需要实物的可查看详情H型小四轴试飞:四轴飞行器DIY悬挂电池稳定试飞
    来自:飞行器时间:2016-05-31 diy 小四轴 飞控 小六轴 h型小四轴
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发布于 2016 年 08 月 19日
更新于 2017 年 10 月 20日
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