电源模块输出电压什么会变低？-原理图|技术方案
摘要：“测量电源模块的输出电压，原本输出5V的模块，怎么只有4.8V了？输出电压变低了，模块坏了？”不是的，电源模块输出电压变低，不一定是模块损坏了，也可能是应用不合理。让我们来找一找电源模块输出电压变低的原因。
电路输入电压过低，会使得电路不正常。长时间工作在低输入电压情况下，电路的寿命也会有极大的影响。想要在设计电路时避开这个问题，需要了解导致电源模块输出电压变低的原因。
电源模块输出电压低的原因有很多，常见原因有以下几种。
1.输出线过长或过细
E2405UHBD-30W电源模块特性：
输入电压范围9V~36V；
输出电压5V；
输出电流6A。
根据数据手册要求连接E2405UHBD-30W电源模块外围电路，负载使用电子负载仪加满载，供电电源使用可编程直流电源。模块上电，电子负载仪上显示的电压值不是5.0V，而是4.7V，然而在测量电源模块输出引脚两端的电压值是5.0V。什么原因呢？E2405UHBD-30W模块满载时，输出电流有6A，而模块引脚到负载仪端口之间的连接线太长了，使得连接线的阻抗值大。如果阻抗为0.05欧姆，那么连接线上的电压差为0.05Ω*6A=0.3V，这个就是模块输出引脚到负载仪端口的压差。
2.输入防反接二极管压降过大
ZY1205FKES-3W电源模块特性：
输入电压12V，±10%的波动范围；
输出电压5V，输出非稳压
输出电流600mA。
适用于输入电压波形范围小于10%且对电压精度要求不高的场合。
AC-DC电源模块输出电压为12V，最大输出电压精度为±3%，那么输出电压范围是11.64V~12.36V。而二极管D1使用1N4148，正向导通压降为0.7V，那么ZY1205FKES-3W模块实际输入电压的范围只有为10.94V~11.66V，这个电压范围还是在ZY1205FKES-3W模块的输入电压范围内，模块可以正常工作，只是输出电压会较低。
以前有客户也是上面的这种情况，当时实测ZY1205FKES-3W输出电压是4.65V，客户想要输出电压高一点，我们给了两点建议：
（1）客户换一个正向导通压降小的防反接二极管；
（2）适当的将AC-DC电源模块的输出电压调高一点。
（3）如果对电压精度要求高的场合，建议将ZY1205FKES-3W换成ZY1205WRBCS-3W宽电压输入稳压输出的模块。
3.输出过载
下面以E0505FKS-1W产品为例，输出过载的情况。
E0505FKS-1W电源模块特性：
输入电压5V，±10%的波动范围；
输出电压5V，输出非稳压；
输出电流200mA，可持续短路保护。
E0505FKS-1W模块在200mA负载电流时，输出电压为4.82V，当负载电流增大到300mA时，输出电压只有4.5V了。300mA负载电流使得E0505FKS-1W模块工作在过载状态，长时间过载会影响模块的寿命。对于这种情况，我们只能换输出功率更大一些的电源模块，例如E0505FKS-2W。
上面三种不同特性的电源模块简单说明了三种电源模块输出电压低的原因，但是在实际应用中，导致模块输出电压低的原因有很多。遇到这种情况，先检查模块输入输出引脚两端的电压值，如果输入输出电压正常，再检查负载电流大小。
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摘要：
在设计针对无人机（UAV）的电源系统时，设计人员所关心的参数是尺寸（S）、重量（W）、功率密度（P）、功率重量比、效率、热管理、灵活性和复杂性。
体积小、重量轻、功率密度高（SWaP）可以让无人机携带更多的有效载荷，飞行和续航时间更长，并完成更多的任务。
更高的效率可以尽可能利用能源效率，最大限度地提高续航时间和飞行时间，也使热管理尽可能容易，因为即使是更少的功率损耗都会传递热量。
高度灵活性和低复杂性可以使电源系统设计更加容易，并让无人机设计人员专注于无人机设计的其他部分，而不是花太多时间在电源系统设计；它缩短了设计时间，并使设计变得不那么复杂。
为了利用以上提到的优势，Vicor模块电源解决方案可以用最全面产品组合的高效率、高密度、配电架构，为性能关键的无人机应用提供完整的电源解决方案。
无人机的种类：
无人机可以从远程位置进行控制，或基于预先配置来自动运行。无人机有许多应用，从取保候审（recognizance）到消防，都可以由不同类别的无人机实现。
无人机的电源：
根据子系统的负载要求，无人机有几种可供选择的电源。
锂离子电池是一种常用的电源，由于体积小和成本较低，是100瓦和运行数天的无人机的理想选择。
为了有更高的能量密度和功率密度，还可以选择其他替代电源，包括太阳能电池系统、燃气轮机、柴油发电机等。
无人机的典型电源链：
图1（UAV电源链）
在典型无人机电源链中，有一个基于涡轮的发电机提供3相ac电源，通过整流器转换为270V dc，然后通过隔离式DC-DC转换器转换为48V dc或28V dc。
系统和数据链路，其中每一个都需要一个3.3V、5V和12V等的电压范围。因此，下游DC-DC转换器或niPoL（非隔离式负载点）需要为负载提供28V或48V dc母线所需的电压。
为了实现高效率，高电压DC母线（270V、48V或28V）沿着无人机的电源链进行优先配电。由配电引起的功率损耗基于I2R（R为线电阻），由于较高的电压可以最大限度地降低损耗，从而降低了电流；尤其是大型无人机，还有很长的配电长度。
在安全方面，在高电压DC母线（270V）和低电压DC母线之间需要进行隔离，当低于60V的电压与高电压隔离开时，就符合了SELV（安全特低电压）要求。
基于图1所示的电源链，有两级DC-DC转换，由于稳压在下一级完成，其中第一级需要隔离和非稳压的DC-DC转换器，而由于隔离在上游完成，第二级需要稳压和非隔离的DC-DC转换器。为了获得更高效率和更低成本的解决方案，隔离和稳压没有在DC-DC转换器的每个级重复。
270V至28V DC-DC转换：
图2
除了整流器，还有非隔离和非稳压的270V dc，通过MIL-COTS BCM（母线转换器模块）和MIL-COTS PRM（前置稳压器模块）转换到负载用的一个经隔离和稳压的电压，如28V。
GaAs发射器：
270V至28V电源链的应用之一是GaAs发射器，如图3所示。
图3（GaAs发射器电源链）
有效载荷、GaAs发射器都需要超过200瓦的功率。为了满足电力需求，需要将BCM模块和PRM模块并联至电源阵列，以提高输出功率。下面一段谈谈如何并联具有均流能力的BCM和PRM。
BCM和PRM模块可以配置超过1千瓦的电源阵列。
表1简要说明了BCM和PRM的规格，以便可以帮助了解它们在270V至28V转换的电源链中扮演了什么角色。
BCM模块是一个隔离和非稳压的DC-DC转换器模块，可通过一个固定比、K系数为SELV输出提供高输入电压。对于这个特定器件（MBCM270x450M270A00），K系数为1/6，因此输出电压始终为输入电压的1/6，270V输入有45V输出。
PRM模块是一个为负载提供稳压的稳压和非隔离的DC-DC转换器模块。由于PRM输出电压可以调整，针对GaAs发射器它可以调低至28V。
图4（GaAs发射器解决方案的效率）
BCM是一个隔离和非稳压的DC-DC转换器。
PRM是一个稳压和非隔离的DC-DC转换器。
在上一段已经提到，隔离和稳压并没有由DC-DC转换的每个级，或电源链中的具体DC-DC转换器进行重复，为的是获得更高的效率。
因此，通过使用BCM和PRM模块，270V至28V DC-DC转换的整体效率达到了93.12%。
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