Vicor entwickelt Bus-Converter-Module für Drohnen
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Vicor entwickelt Bus-Converter-Module für Drohnen

Hohe Spannung, niedriges Profil
Bus-Converter-Module von Vicor lassen Drohnen wendig fliegen

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Die Multirotor-Drohne Umar der Dragonfly Pictures Inc. ist ein auf der Stelle schwebendes Kommunikations- und Überwachungssystem. Sie wurde mit Vicor BCM Bus-Converter-Modulen bestückt, um eine effiziente Stromversorgung der Rotoren zu gewährleisten.

Um die anspruchsvollen Ziele bei der Stromversorgung ihrer Unmanned Multirotor Aerial Relay (Umar) Drohne zu erreichen, setzt die Dragonfly Pictures Inc. BCM Bus-Converter-Module VIA des Herstellers Vicor ein. Diese verfügen über sehr hohe Spannungen und ein niedriges Profil. Dadurch wird bei der Umwandlung der 800V auf die 50V Spannung ein Wirkungsgrad von 98% erzielt und die Verluste bzw. Wärmeentwicklung betragen nur 2 %. Die kleine Grundfläche und die flexiblen Montagemöglichkeiten der BCMs waren besonders wichtig, um in der Drohne eine extrem kompakte und leichte Lösung zu realisieren.

Die acht Vicor BCM4414 Module sind in einem Array parallelgeschaltet und versorgen die acht unabhängigen Rotoren. Dabei wird die Leistung der Rotoren auf die Module gleichmäßig verteilt, um eine erhöhte Redundanz zu erreichen. Die für die Module typischen niedrigen EMV Störspannungen mit wenigen Oberwellen sowie die in den Modulen bereits integrierten EMV Filter reduzierten Größe und Gewicht der sonst für konventionelle DC-DC Wandler notwendigen Filter. Ohne entsprechende Filter könnten diese Störspannungen sonst die hochfrequente Kommunikation zwischen der Drohne und dem Schiff stören oder die Qualifizierung nach EMV Standards verhindern.

Die Drohne als Anwendungsumgebung der Bus-Converter-Module

Ein besonderer Vorteil der Drohen besteht darin, dass sie durch die konstante Versorgung über das Kabel für einen ununterbrochenen Betrieb von über 400 h in Höhen von bis zu etwa 160 m ausgelegt wurde. Diese Architektur stellt aber besondere Herausforderungen an die Entwickler. Die Leistung muss von der Basisstation zur Drohne mit einer sehr hohen Spannung und einem geringen Strom übertragen werden. Nur dadurch kann das dünnste und leichteste Kabel verwendet werden, was wiederum eine bessere Mobilität und größere Nutzlasten der Drohne zur Folge hat.

Mit Leistungen von 8 bis 10kW sind die Drohnen derart robust, dass sie auch bei starken Stürmen auf See die stationäre Position halten zu können. Diese Aufgabe wird oftmals durch Turbulenzen im Wasser sowie durch Wellen erschwert, die die Position der Basisstation beeinflussen. Die Drohnen benötigen daher die Leistungen sowie die Wendigkeit, um die Geschwindigkeit der Rotoren so anzupassen, dass Auftrieb und Kursabweichungen bei kurzen als auch langen Böen sofort korrigiert werden, um eine konstante Flughöhe einzuhalten.

Drohnen und 5G eröffnen Potenziale

In der Drohne muss die Umwandlung auf einer möglichst kleinen Grundfläche und mit möglichst wenig Gewicht erfolgen. Die acht unabhängigen Rotoren der Umar Drohne verlangen ausgeklügelte Verbindungsleiterkarten. Jede Platzeinsparung auf Seiten der Stromversorgung kann für andere Zusatzfunktionen genutzt werden. eve

Kontakt:

Vicor Germany
Adalperostraße 29
85737 Ismaning
Germany
+49–89–962–439–0
+800–84267000 (freephone)
+49–89–962–439–39 (fax)
contact.eu@vicorpower.com
www.vicorpower.com


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