本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，具體來說，涉及一種電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

系留無人機(jī)是一種供電系統(tǒng)放在地面上，通過地面電纜把幾百伏高壓直流電輸送到幾十米甚至近百米的系留無人機(jī)上，隨后該系留無人機(jī)中的機(jī)載電源把地面?zhèn)鬏數(shù)母邏恨D(zhuǎn)換成動(dòng)力及控制系統(tǒng)使用的低壓直流穩(wěn)壓電源，因此，這種電壓轉(zhuǎn)換器的性能是評(píng)估系留無人機(jī)產(chǎn)品性能的一個(gè)重要指標(biāo)。

而現(xiàn)有技術(shù)中，電壓轉(zhuǎn)換器重量過重，轉(zhuǎn)換效率偏低耗損嚴(yán)重，如針對(duì)12KW能源需求的系留無人機(jī)，其電源轉(zhuǎn)換器的重量超過12千克，該電源轉(zhuǎn)換器與系留無人機(jī)總重量的比重超過40％，此外，除去機(jī)體機(jī)械結(jié)構(gòu)的重量，留給該系留無人機(jī)功能載荷的空間將變得非常有限，因此，現(xiàn)有技術(shù)電源轉(zhuǎn)換器重量偏重，將直接影響無人機(jī)系統(tǒng)的整體性能，同時(shí)，如：在一個(gè)直徑為1.8米的無人機(jī)上，該電源轉(zhuǎn)換器的體積超過系留無人機(jī)體積的30％，除去其他模塊的體積，預(yù)留給系留式無人機(jī)的功能載荷的使用空間也將變得非常有限，此外，由于電源轉(zhuǎn)換器太重，系留式無人機(jī)的任務(wù)載荷量就會(huì)被削減，整個(gè)無人機(jī)能耗也會(huì)居高不下，另外動(dòng)力系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)系統(tǒng)壽命也有較大影響。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提出一種電源系統(tǒng)，能夠使電源在保證轉(zhuǎn)換效率及功率需求的同時(shí)，減小電源系統(tǒng)的體積及重量，從而滿足了系留式無人機(jī)對(duì)電源的要求。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電源系統(tǒng)。

該電源系統(tǒng)包括：多個(gè)封裝的電壓轉(zhuǎn)換器，并且多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器并聯(lián)設(shè)置，以及電壓轉(zhuǎn)換器包括輸入端和輸出端，

其中，輸入端包括：用于開啟或者關(guān)閉電壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)單元；用于接收電壓輸入的電壓接收端；用于接收程控信號(hào)的信號(hào)接收端；用于發(fā)送程控信號(hào)的信號(hào)發(fā)送端；

輸出端包括：用于輸出固定電壓的電壓輸出端。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：與電壓接收端連接，用于對(duì)輸入電流進(jìn)行濾波的輸入濾波電路。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電壓接收端包括：與輸入濾波電路連接，用于連接電壓正極的正極輸入端口；與輸入濾波電路連接，用于連接電壓負(fù)極的負(fù)極輸入端口。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，輸入濾波電路進(jìn)一步包括：用于進(jìn)行對(duì)輸入濾波電路進(jìn)行保護(hù)的輸入保護(hù)電路。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：分別與信號(hào)接收端、信號(hào)發(fā)送端和開關(guān)單元連接，用于負(fù)責(zé)程控信號(hào)的輸入和輸出的控制單元。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：與電壓輸出端連接，用于對(duì)輸出電流進(jìn)行濾波的輸出濾波電路。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電壓輸出端包括：與輸出濾波電路連接，用于連接電壓正極的正極輸出端口；與輸出濾波電路連接，用于連接電壓負(fù)極的負(fù)極輸出端口。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：與輸出濾波電路連接的動(dòng)力系統(tǒng)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：分別與信號(hào)接收端、信號(hào)發(fā)送端和開關(guān)單元連接的總線接口電路。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源系統(tǒng)應(yīng)用于系留式無人機(jī)。

本實(shí)用新型通過將多個(gè)封裝的電源轉(zhuǎn)換器并聯(lián)設(shè)計(jì)，從而能夠使電源在保證轉(zhuǎn)換效率及功率需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小電源系統(tǒng)的體積及重量，從而滿足系留式無人機(jī)對(duì)電源系統(tǒng)的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1-2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種電源系統(tǒng)。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源系統(tǒng)包括：多個(gè)封裝的電壓轉(zhuǎn)換器，并且多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器并聯(lián)設(shè)置，以及電壓轉(zhuǎn)換器包括輸入端和輸出端，其中，輸入端包括：用于開啟或者關(guān)閉電壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)單元；用于接收電壓輸入的電壓接收端；用于接收程控信號(hào)的信號(hào)接收端；用于發(fā)送程控信號(hào)的信號(hào)發(fā)送端；輸出端包括：用于輸出固定電壓的電壓輸出端。

在該實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換器可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，如電源轉(zhuǎn)換器可為VICOR公司推出的VI Chip(Converter housed in Package封裝轉(zhuǎn)換器)模塊，該VI Chip模塊具有如下優(yōu)勢(shì)：體積小，VI Chip是目前大功率密度器件中體積最小的，尺寸約為1/16磚；靈活性好，VI Chip使電源設(shè)計(jì)更加靈活，可選擇的方案更多；效率高，VI Chip最高效率可達(dá)97％；快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，VI Chip開關(guān)頻率最高達(dá)3.5MHz，使用很少的低ESR/ESL陶瓷電容濾波，從而減小動(dòng)態(tài)負(fù)載引起的過沖電壓值，由于上述電源轉(zhuǎn)換器采用了ChiP BCM(母線轉(zhuǎn)換器模塊)的磚式封裝技術(shù)，從而使得單個(gè)的電壓轉(zhuǎn)換器具有體積小、重量輕、效率高和功率密度大等優(yōu)點(diǎn)，此外，通過將多個(gè)上述的電壓轉(zhuǎn)換器并聯(lián)連接，從而能夠滿足多種系留式無人機(jī)的功率需求，在相同功率條件下，采用多個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)封裝器件占用的體積約為普通DC-DC轉(zhuǎn)換器的10％，同時(shí)，多個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)封裝器件的重量卻不及普通DC-DC轉(zhuǎn)換器的10％，這樣一來就可以在保證系統(tǒng)性能的同時(shí)，為功能載荷及其他擴(kuò)展工作提供了更多的重量及空間的富余，從而提升了系統(tǒng)性能，當(dāng)然可以理解，該電源轉(zhuǎn)換器的個(gè)數(shù)和具體類型可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置，如，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該電源轉(zhuǎn)換器可為隔離母線轉(zhuǎn)換器、DC‐DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)電源轉(zhuǎn)換器，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。

進(jìn)一步地，為了更清楚的描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述，其他的電源轉(zhuǎn)換器與該描述的電源轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)類似，如圖1所示，其中，該電源轉(zhuǎn)換器的輸入端(或“1”端)包括：用于開啟或者關(guān)閉電壓轉(zhuǎn)換器的“EN”管腳(或開關(guān)單元)；用于接收電壓輸入的“+IN”管腳(或第一電壓接收端)和“-IN”管腳(或第二電壓接收端)，其中，該“+IN”管腳用于與外部高壓電壓的正極連接，該“-IN”管腳用于與外部高壓電壓的負(fù)極連接；用于接收程控信號(hào)的“SER-IN”管腳(或信號(hào)接收端)；用于發(fā)送程控信號(hào)的“SER-OUT”管腳(或信號(hào)發(fā)送端)；以及用于電源負(fù)極(如地線)的接入的““-IN”管腳，而該電源輸出端包括：用于輸出固定電壓的“+OUT”管腳(或第一電壓輸出端)和“-OUT”管腳(或第二電壓輸出端)，其中，該“+OUT”管腳用于將外部高壓電壓轉(zhuǎn)換后的直流低電壓輸出至正極；該“-OUT”管腳用于將外部高壓電壓轉(zhuǎn)換后的直流低電壓輸出至負(fù)極。

通過本實(shí)用新型的上述方案，將多個(gè)封裝的電源轉(zhuǎn)換器并聯(lián)設(shè)計(jì)，從而能夠使電源在保證轉(zhuǎn)換效率及功率需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小電源系統(tǒng)的體積及重量，從而滿足系留式無人機(jī)對(duì)電源系統(tǒng)的要求。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：與電壓接收端連接，用于對(duì)輸入電流進(jìn)行濾波的輸入濾波電路。

在該實(shí)施例中，如圖2所示，多個(gè)電源轉(zhuǎn)換模塊并聯(lián)設(shè)置，并且每個(gè)電源轉(zhuǎn)換模塊的“+IN”管腳和“-IN”管腳與輸入濾波電路進(jìn)行連接，其中，該輸入濾波電路用于濾去整流輸入電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路等。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電壓接收端包括：與輸入濾波電路連接，用于連接電壓正極的正極輸入端口(或“+IN”管腳)；與輸入濾波電路連接，用于連接電壓負(fù)極的負(fù)極輸入端口(或“-IN”管腳)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，輸入濾波電路進(jìn)一步包括：用于進(jìn)行對(duì)輸入濾波電路進(jìn)行保護(hù)的輸入保護(hù)電路。

在該實(shí)施例中，鑒于輸入濾波電路存在一些不穩(wěn)定因素，而輸入保護(hù)電路用來防止此類不穩(wěn)定因素影響濾波電路效果，如有過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)、空載保護(hù)、短路保護(hù)等，其可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：分別與信號(hào)接收端、信號(hào)發(fā)送端和開關(guān)單元連接，用于負(fù)責(zé)程控信號(hào)的輸入和輸出的控制單元。

在該實(shí)施例中，如圖2所示，輸出控制系統(tǒng)(或控制單元)分別與“SER-IN”管腳、“SER-OUT”管腳和“EN”管腳連接，該輸出控制系統(tǒng)用于負(fù)責(zé)程控信號(hào)的輸入和輸出，當(dāng)然可以理解，該輸出控制系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置，如該輸出控制系統(tǒng)可為控制器、單片機(jī)、芯片、傳感器等，此外，該輸出控制系統(tǒng)還包括總線接口電路。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：與電壓輸出端連接，用于對(duì)輸出電流進(jìn)行濾波的輸出濾波電路。

在該實(shí)施例中，如圖2所示，多個(gè)電源轉(zhuǎn)換模塊并聯(lián)設(shè)置，并且每個(gè)電源轉(zhuǎn)換模塊的“+OUT”管腳和“-OUT”管腳與輸出濾波電路進(jìn)行連接，其中，該輸出濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路等。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電壓輸出端包括：與輸出濾波電路連接，用于連接電壓正極的正極輸出端口(或“+OUT”管腳)；與輸出濾波電路連接，用于連接電壓負(fù)極的負(fù)極輸出端口“-OUT”管腳。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：與輸出濾波電路連接的動(dòng)力系統(tǒng)，當(dāng)然可以理解，該動(dòng)力系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置，如該動(dòng)力系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)等，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括：分別與信號(hào)接收端、信號(hào)發(fā)送端和開關(guān)單元連接的總線接口電路。

在該實(shí)施例中，如圖2所示，總線接口電路分別與“SER-IN”管腳、“SER-OUT”管腳和“EN”管腳連接，其中，該總線接口電路為連接在總線上的設(shè)備與總線的連接電路。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源系統(tǒng)應(yīng)用于系留式無人機(jī)，當(dāng)然可以理解，可根據(jù)實(shí)際需求，將電源系統(tǒng)設(shè)置于其他設(shè)備組，如該電源系統(tǒng)應(yīng)用于飛機(jī)、船等，本實(shí)用新型對(duì)此不做限定。

綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，將多個(gè)封裝的電源轉(zhuǎn)換器并聯(lián)設(shè)計(jì)，從而能夠使電源在保證轉(zhuǎn)換效率及功率需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小電源系統(tǒng)的體積及重量，從而滿足系留式無人機(jī)對(duì)電源系統(tǒng)的要求。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。