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Vicor 助力机载基站实现救生通信

2022-03-23 17:00:00

自然灾害之后迅速重新构建通信服务，对急救人员而言至关重要

世界各地都可能发生自然灾害，恢复通信对于现场急救人员而言至关重要，这样才能及时满足灾民当时的迫切需求并恢复饮用水、食品和电力等基本生活物资的供应。

一家日本的工程公司， Fukaden公司正在通过为高功率系留无人机中的移动通信基站供电，来为这项人道主义事业提供支持。现场急救人员一到现场，就可部署这些重量很轻的便携式无人机，以提供即时通信功能。这为急救人员提供了快速决策以及沟通所需的支持。

在与日本主要电信运营商的合作中，Fukaden 已经对其电源控制箱 II 主电源单元进行了演示测试，该设备通过系线为无人机供电。它可将 1kW 的电源传输到 150 米远的地方。此外，并联使用单元还可轻松扩展电源，将功率增加三倍，达到 3kW，其可为直径为 10 公里的工作范围提供蜂窝服务。

Fukaden 系留无人机可快速部署，为危及生命的自然灾害情况提供援助。

过去，系留无人机的弊端一直是电源线的粗细和重量。又长又重的线缆会增加重量，造成更大的阻力，这不仅需要更多电源，而且限制了无人机增加新特性的能力，如传感器或高分辨率视频摄像头等。

Fukaden 无人机需要 1kW 到 5kW 的电源，而将供电电压从 24V 增加到 370V，可将供电电流锐减为原来的1/15 。这有利于使用更细的线缆，其可将 1kW 线缆的重量从 125 克/米锐降至 11.1 克/米，下降后不到原来的1/10 。

在无人机上提供 370V 电压，需要在无人机上安装一款高密度的更轻 DC-DC 转换器模块，将电源电压降至 DC 24V，这是驱动电机所需的电压。

系留无人机“电源控制箱 II 主供电单元”（背面）的 Fukaden 供电单元和一部分电源单元，安装了两款 Vicor DCM™ 组件（右侧）

最初的 Fukaden 高压 DC-DC 转换器设计不仅很重，而且占用的空间也很多。因此，该公司寻找一种小型、轻量级的 DC-DC 转换器，随后使用 Vicor DCM™ 电源模块替换了大型转换器。

Vicor DCM 是一种采用高频率零电压开关（ZVS）技术的隔离式 DC-DC 转换器模块，具有转换效率高、输出功率密度大的特征。使用 DCM 不仅将体积缩小了 75%，而且还将重量减少了 50% 以上。

新一代 Fukaden 通信无人机需要高达 9kW 的电源。使用更高电压的电源（DC 700V）和更细的线缆并升级到并联三款 Vicor BCM® 母线转换器，Fukaden 能够将功率扩展到 4.5kW。要进一步扩展至近 9kW，可以并联两个 Fukaden 供电单元。

图3 Fukaden的下一代通信站需要高达9kW的功率。Fukaden使用高压电源（DC 700V）、更薄的线缆和三个Vicor BCM并联阵列，能够轻松扩展功率以提供更好的性能。通过新增电源，无人机可以飞行92小时，并保持直径为10公里的通信区域。

增加电源后，无人机可飞行 92 小时并保持 10 公里的通信半径。此外，提升的性能还可帮助基站在所有类型的恶劣天气下更出色地完成任务。

轻量级的小巧电源模块不仅易于设计和扩展电源，而且还便于安装无人机基站，从而可实现拯救生命的关键任务部署。发生自然灾害时，Fukaden 便携式基站单元正迅速成为急救人员的必备设备。其多功能性和便携性将为日本乃至世界各地的救灾工作带来福音。