一种10KW无人机电源的制作方法

本实用新型涉及无人机电源领域，具体是一种10KW无人机电源。

背景技术：

随着科技的进步，无人机的应用也越来越广泛。现有无人机广泛的应用在诸如电力巡检、农业保险、环保监测、影视剧拍摄、街景拍摄、灾后救援、快递运输等方面，能够有效地降低成本，为使用者带来便利。随着无人机应用的普遍，对无人机的可靠性，尤其是无人机电源的可靠性提出了更高的要求。但是现有技术中无人机电源在设计时输出电压较小，电源使用效率低下，且对于恶劣自然环境的防范措施不足，导致无人机电源甚至无人机的使用周期和使用效果大打折扣。

现有技术如公开号为CN207039220U的实用新型公开了一种无人机电源，包括电池以及与电池连接的直流转换器，电池的正极通过检测电阻连接充电端，还包括电压放大器，电压放大器的两个输入端分别连接检测电阻两端，电压放大器的输出端与直流转换器的使能端控制连接。该实用新型所述无人机电源能够在无人机充电时自动断开向无人机的供电，避免电池充电的同时继续工作，一定程度上延长了电池寿命并提高了无人机电池使用效率，但该技术依然存在输出电压较小，电源使用效率不高，且对于恶劣自然环境的防范措施不足，使无人机电源甚至无人机的使用周期和使用效果大打折扣等诸多问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种10KW无人机电源，以解决上述背景技术中提出的现有无人机电源输出电压较小，使用效率不高，无法有效防范恶劣自然环境，无人机电源甚至无人机使用周期和使用效果不理想等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

包括防雷装置，其电性连接电源机箱,输出连接整流器，用于对无人机电源进行避雷；PFC滤波电路，其电性输入连接整流器，电性输出连接ZVS全桥移相功率变换模块；以及辅助电源，其电性输入连接整流器,电性输出连接控制板；其中ZVS全桥移相功率变换模块分别电性连接全波整流滤波器以及桥式整流滤波器，而全波整流滤波器和桥式整流滤波器均电性连接控制板。

优选的，所述电源机箱连接有EMI滤波器，EMI滤波器安装时紧贴机箱安装，防止电磁泄漏。

优选的，所述ZVS全桥移相功率变换模块由第一H桥高频逆变器与第一高频变压器电性连接以及第二H桥高频逆变器与第二高频变压器电性连接后共同组成。

更为优选的，所述第一H桥高频逆变器和第二H桥高频逆变器分别电性连接控制板。

优选的，所述电源中所使用的开关管采用耐压650V—1200V,电流90A的碳化硅MOSFET开关管。

优选的，所述控制板电性连接面板，用于对电源模块进行状态显示。

优选的，所述控制板通过通信接口与上位机通讯连接，用于实现对电源模块的控制管理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过防雷装置、整流器、PFC滤波电路、ZVS全桥移相功率变换模块、辅助电源、控制板、全波整流滤波器以及桥式整流滤波器之间的连接和协调作用，使无人机电源高效、稳定地输出所需电压，另外为无人机电源添加的全方位多级防雷措施，很好防范了恶劣的自然环境，并通过通信模块连接的上位机对无人机电源进行实时监测，极大提高了无人机电源的使用周期以及使用效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型有源PFC技术原理框图；

图3为本实用新型ZVS全桥移相功率变换模块DC/DC变换电路结构图；

图4为本实用新型防雷示意图；

图5为本实用新型电源模块控制电路原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图5所示，一种10KW无人机电源，包括：

防雷装置，其电性连接电源机箱,输出连接整流器，用于对无人机电源进行避雷；

PFC滤波电路，其电性输入连接整流器，电性输出连接ZVS全桥移相功率变换模块；以及

辅助电源，其电性输入连接整流器,电性输出连接控制板；

其中：所述ZVS全桥移相功率变换模块分别电性连接全波整流滤波器以及桥式整流滤波器，所述全波整流滤波器和桥式整流滤波器均电性连接控制板，所述电源机箱连接有EMI滤波器，EMI滤波器安装时紧贴机箱安装，防止电磁泄漏，所述ZVS全桥移相功率变换模块由第一H桥高频逆变器与第一高频变压器电性连接以及第二H桥高频逆变器与第二高频变压器电性连接后共同组成，所述第一H桥高频逆变器和第二H桥高频逆变器分别电性连接控制板，所述电源中所使用的开关管采用耐压650V—1200V,电流90A的碳化硅MOSFET开关管，所述控制板电性连接面板，用于对电源模块进行状态显示，所述控制板通过通信接口与上位机通讯连接，用于实现对电源模块的控制管理。

(1)电源机箱里有2个5kW电源模块，两个电源并联后输出10kW,额定电压600V，额定电流17A，供机载设备使用，电源机箱连接有EMI滤波器， EMI滤波器安装时紧贴机箱安装，防止电磁泄漏。

(2)防雷装置电性连接电源机箱，输出连接整流器，采用TVS瞬态二极管、压敏电阻、气体放电管组合协调使用，用于对无人机电源进行避雷。

(3)PFC滤波电路，用于将输入电压由交流转换成直流，其电性输入连接整流器，电性输出连接ZVS全桥移相功率变换模块，为了能够有效地降低功率器件的电流应力、减小输入电流纹波和磁性元件的体积，提升功率等级，在该技术中采用交错并联有源PFC技术，其中PFC开关管选用耐压650V，电流90A的碳化硅MOSFET开关管，该碳化硅MOSFET驱动电路采用专用的高速驱动的UCC27322芯片，芯片拥有9A峰值驱动电流，这些驱动dv/dt转换速度快，可以提高MOS管的开关频率，且该芯片集成度高，能消除额外的外部电路，可以替换多个电路，减少空间的组件、设计的复杂性、以及组装成本。

(4)ZVS全桥移相功率变换模块由电性连接的第一H桥高频逆变器与第一高频变压器以及电性连接的第二H桥高频逆变器与第二高频变压器共同组成，其输入与PFC滤波电路的输出连接，输出时第一高频变压器和第二高频变压器分别与全波整流滤波器和桥式整流滤波器连接，另外第一H桥高频逆变器和第二H桥高频逆变器均与控制板连接。ZVS全桥移相功率变换模块针对PFC电路输出的直流电压进行DC/DC变换后再通过整流滤波电路输出，整个变换过程分为两部分：一路电源通过第一H桥高频逆变器进行变换后接入第一高压变压器进行变压再接入全波整流滤波器输出48V直流电压供机载相关设备使用，另一路电源通过第二H桥高频逆变器进行变换后接入第二高压变压器进行变压再接入桥式整流滤波器输出0-900V直流电压供机载相关设备使用。在ZVS全桥移相功率变换模块中开关管选用耐压1200V，电流90A的碳化硅MOSFET开关管。碳化硅MOSFET驱动为公司专门研发的碳化硅MOSFET并联专用驱动器板，可以保证碳化硅开关管高频高效可靠的工作。

(5)辅助电源，其电性输入连接整流器，电性输出连接控制板，其输入电压采自直流母线电压，再进行DC/DC变换，输出±14.5V,+5V电压供给控制板、驱动板、采样板。

(6)控制板，电性连接于辅助电源，另外还与第一H桥高频逆变器、第二H桥高频逆变器、全波整流滤波器、桥式整流滤波器分别连接，其主要部分是控制电路，该控制电路采用UCC28950全桥移相控制芯片来实现，并且在此电源模块中选用峰值电流模式。控制电路主要有如下几个部分:UCC28950外围电路，电压闭环、电流限流环，保护电路。其中电压闭环环节采用高速高精运放，保证环路的快速响应，通过快速的环路反馈来补偿直流母线中的低频纹波并降低负载调整率，保证输出低频纹波小于2％，负载调整率小于2％；保护电路设置保护功能可对电源实现输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护以及输出限流保护、过温保护、输出短路保护。且输出短路保护可以保证在5us内关机。除此之外，控制板还与面板连接，实时显示电源模块所处的状态是“运行”还是“故障”，并可以时时显示电源的输出电流、电压状态，也可以通过面板按键进行电压设置，电源出现故障后可以按复位键进行复位处理，当电源出现故障时候，可以查看相应故障；其它的，控制板通过RS485与上位机通讯实现对电源模块的控制管理。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。