面向大型无人机的一种高频大功率模块电源设计

陶壮壮

（河南工业和信息化职业学院，河南 焦作 454000）

0 引 言

随着无人机供电技术的快速进步，无人机也正朝着更稳定的方向发展，例如更轻型化、更小型化、续航能力更持久等，同时人们也对无人机提出了更高的要求[1]。目前无人机的供电电源设计已经趋于成熟，但是大型无人机的体型较大，在很大程度上影响了无人机的使用寿命和飞行续航能力等。基于此，设计一款体积小、高频率的电源模块作为大型无人机的电源装置。

1 电路原理

一般情况下，大型无人机的电源变换器都采用隔离型的全桥电路，该结构主要包括变换电路（详见图1），高频变压器、输出整流滤波电路、控制电路及辅助电源等（电路运作详见图2）。为了更有效地提高电源工作的效率，并减小大型无人机的体积，设计了全桥移相电路。

图1 全桥移相电路原理

图2 控制电路示意图

U1和U2构成了桥臂进行互补，U3和U4构成了桥臂进行互补。由于U1、U2的驱动信号超前U3和U4，因此将U1和U2视为超前臂，将U3和U4视为滞后臂，通过全桥移相来控制电源变压器，进而有效调节电压[2]。利用全桥移相电路原理实现电压开关的控制，以不同周期为例进行阐述。

周期1：U1和U4处于导通状态，U2和U3处于截止状态，以变压器为主控制两端的电源，然后导通二极管，截止D2，增大电流线，从而将电流转移到负载。

周期2：U1截止后，电流线圈中的电流不会发生变化，仍然可以维持原有的方向。在超前臂下并联C1和C2来进行持续放电，与等效电流感应后快速降低左臂的电压，对D1电压进行导通，随后关闭D2[3]。……