航空航天和國防市場不斷要求減小尺寸和重量，同時提供出色的系統容量以保持高能效。這些應用的工程師和系統架構師需要具有越來越有前途的功率密度和容量的解決方案，同時滿足上市時間要求。傳統的DC-DC 轉換器磚正在努力滿足他們的需求。然而，選擇正確的供電網絡并采用高密度電源模塊可以輕松克服這些挑戰。

增加 MIL-COTS 空間中 DC-DC 轉換器的功率密度的好處是顯著的。軍用電源系統設計人員能夠減少尺寸和重量的預算，使他們能夠更多地關注要求苛刻的應用所需的 C4ISR 功能。

Vicor 提供 MIL-COTS 電源解決方案，通過一系列低噪聲、高密度電源模塊滿足 SWaP-C（尺寸、重量、功率和成本）要求。

“一個很好的例子是我們的 DCM? 系列隔離和穩壓 DC-DC 轉換器。與最好的磚封裝解決方案相比，我們創新的 ChiP 和 VIA 封裝使解決方案的功率密度按體積計算提高了 2.5 倍，按重量計算功率密度提高了 3 倍以上，”Rob Russell 國防和航空航天產品營銷副總裁說。

用于國防應用的模塊化電源設計

Vicor 配置的 DCM 功能最大限度地降低了與特定轉換器相關的非經常性設計成本。DCM 的高頻開關簡化了避免增加干擾所需的濾波。

DCM5614（270V – 28V，1300W，96% 效率）從 180 – 400VDC 主電源供電，以提供隔離、穩壓、標稱 28V 安全超低電壓 (SELV) 次級輸出。該模塊有機箱安裝或 PCB 安裝形式，集成了 DC-DC 轉換器、浪涌保護和可選的模擬或數字通信。PMBus 兼容提供遙測和控制接口來配置故障監控和其他遙測功能。

對于飛機負載，DCM5614 (141.43 x 35.5 x 9.4mm) 將整個飛機上可用的 270V 總線在需要時轉換為 28V，并向負載提供 1300 瓦。

為了提供 EMI 濾波和瞬態保護，Vicor 提供了 MFM ? 濾波器系列，使設計人員能夠滿足 MIL-STD-461E/F 的傳導發射/傳導敏感性；對于采用 VIA? 或 ChiP? 封裝的 28 或 270V 標稱輸入電壓 DCM 模塊，輸入瞬變符合 MIL-STD-704 或 MIL-STD-1275。

“DCM 系列的其他產品也非常成熟，并用于許多軍事應用，例如無人機、雷達和各種機器人應用。”

DCM 系列 96% 的高效率減小了所需散熱器的尺寸，從而節省了更多空間。在圖 1 中，DCM 并聯以增加所需的功率，并且可以添加轉換器以滿足未來的功率要求。當應用程序需要根據不斷變化的負載需求進行擴展時，并行 DCM 模塊的能力大大縮短了上市時間。

圖 1：顯示了三個 1.3 kW DCM5614 VIA 轉換器的陣列。它們提供穩壓的 28V 總線（來源：Vicor）

人工智能的發展創造了機遇和權力的挑戰

越來越多的國防應用正在利用人工智能來確保更安全、更有效的操作。因此，在軍事應用中采用人工智能進一步加重了電力輸送的負擔。“這反映在商業應用中，ASIC 和 GPU 處理復雜的 AI 工作負載會消耗電力。在大多數情況下，隨著新處理器消耗不斷增加的電流，供電現在是計算性能的限制因素，”Russel 說

電力輸送不僅需要電力分配，還需要電力轉換解決方案的效率、尺寸、成本和熱性能。“通過與業界頂級處理器公司合作，Vicor 建立了一系列產品組合，支持交流或高壓配電以及用于 48V 直接到負載轉換的分比電源架構?解決方案，”Russel 說

他指出，48V 配電提供了最大 SELV 電壓，與傳統的 12V 配電相比，配電損耗降低了 16 倍。所有這些產品都具有滿足使用最先進 CPU、GPU 或 ASIC 的大規模計算系統所需的高密度和高效率。很快，航空航天和國防 AI 應用將需要商用處理器技術，因此也需要 Vicor 為 AI 開發的創新、高性能解決方案。

封裝為軍事創新提供功率密度

封裝在提供高密度電源的能力中起著關鍵作用。“如果沒有功率模塊封裝技術的創新，功率密度、電流密度和效率的進步就永遠無法實現，”產品營銷副總裁 Robert Gendron 說。

Vicor 在封裝技術方面的最新創新稱為“ChiP”（封裝在封裝中的轉換器）。它由標準尺寸的 PCB 面板制作和切割而成，兩側用于有源和無源元件。熱管理是模塊構造的首要考慮因素，考慮到兩側的冷卻設計，以最大限度地提高性能和功率密度。

“DCM 模塊采用創新的電源轉換和調節開關控制器，以進一步提高效率、功率和電流密度。這些特性，再加上添加先進封裝以應對空間、熱和環境挑戰，使 DCM 產品線成為航空航天和國防系統設計師的理想選擇，”Gendron 說。

他補充說：“隨著國防和航空航天市場不斷創新和發展，將保持合規性和可靠性標準，以確保安全和性能。”

電源解決方案仍然需要滿足具有挑戰性的 SWaP-C 要求，并且在相同或更小的占地面積內需要更多的電源。為了滿足這些不斷變化的要求，電源設計的模塊方法有利于提供可靠性、靈活性和功率密度。

審核編輯 黃昊宇