军事和航空航天需要什么样的模块化电源满足严苛要求？

航空航天和国防市场在继续要求尺寸减小和重量减轻的同时，还需要提供出色的高功率效率。这些应用的工程师和系统架构师还需要同时满足上市时间要求的解决方案。传统的DC-DC转换模块正在努力满足其需求。但是，选择正确的电源传输网络并使用高密度电源模块可以轻松克服这些挑战。

在军事领域提高DC-DC转换器功率密度的好处非常明显，军事动力系统设计人员能够减少尺寸和重量的预算，使他们能够更加专注于其苛刻的应用所需的C4ISR。

Vicor提供低噪声，高密度电源模块组合，可满足SWaP-C（尺寸，重量，功率和成本）要求的军用电源解决方案。

“一个很好的例子是我们的DCM系列隔离和稳压DC-DC转换器。与最好的砖块封装解决方案相比，我们创新的ChiP和VIA封装使解决方案的体积功率密度为传统的2.5倍，重量功率密度为3倍以上。”Vicor国防和航空航天产品营销副总裁Rob Russell说。

国防应用的模块化电源设计

Vicor配置的DCM功能将与特定转换器相关的非经常性设计成本降至最低，DCM的高频切换简化了避免增加干扰所需的滤波电路。

DCM5614（270V-28V，1300W，效率96％）可支持180至400V DC一次电源工作，以提供隔离的，稳定的，标称值为28V的安全超低压（SELV）二次输出。该模块包含一个DC-DC转换器，具有浪涌保护和可选的模拟或数字通信。兼容PMBus的遥测和控制接口可配置故障监视和其他遥测功能。

对于飞机应用来说，DCM5614（141.43 x 35.5 x 9.4mm）在需要时可以将整个飞机上可用的270V总线转换为28V，并为负载提供1300瓦功率。

为了提供EMI滤波和瞬态保护，Vicor提供了MFM滤波器系列，使设计人员能够满足MIL-STD-461E/F的传导发射/传导磁化率要求。对于VIA或ChiP封装的28或270V标称输入电压DCM模块，可满足MIL-STD-704或MIL-STD-1275的规定，以及输入瞬态变化。

“DCM系列的其余产品也非常成熟，可用于许多军事应用，例如无人机，雷达和各种机器人应用。”

DCM系列的效率高达96％，可减小所需散热器的尺寸，从而节省更多空间。在图1中，DCM可并联增加所需的功率，并且可以添加转换器以满足将来的功率要求。当应用程序需要根据不断变化的负载要求进行扩展时，并行DCM模块将大大缩短产品上市时间。

图1：显示了三个1.3 kW DCM5614 VIA转换器的阵列，它们提供稳压的28V总线（来源：Vicor）

人工智能的发展带来机遇和挑战

更多的国防应用正在利用人工智能来确保更安全，更有效的作战。其结果是，在军事应用中采用人工智能进一步加重了功率负担。“这在商业应用中得到了反映，在商业应用中，ASIC和GPU消耗的功率处理复杂的AI工作负载。在大多数情况下，随着新处理器消耗越来越大的电流，功率传输现在已成为计算性能的限制因素。”

功率传输不仅需要功率分配，还需要功率转换解决方案的效率，尺寸，成本和热性能。 Russel说：“Vicor与业界顶级处理器公司合作，开发了一系列产品，可实现AC或高压配电以及针对48V直接负载转换的Factorized Power Architecture解决方案。”

他指出，48V配电可提供最大的SELV电压，与传统的12V配电相比，可将配电损耗降低16倍。所有这些产品均具有满足使用最先进的CPU、GPU或ASIC的大规模计算系统所需的高密度和高效率。不久后，在航空航天和国防AI应用中将需要商用处理器技术，因此，那里也将需要Vicor为AI开发的高性能解决方案。

为军事创新提供高功率密度封装

封装在传递高密度功率的能力中起着至关重要的作用。 “如果没有功率模块封装技术的创新，功率密度，电流密度和效率的提高将永远无法实现。”Vicor产品营销副总裁Robert Gendron说。

Vicor在封装技术方面的最新创新被称为“ ChiP”（封装中的转换器）。它是由标准尺寸的PCB制成并切割，集成有源和无源组件。散热管理是模块构造中的主要考虑因素，同时考虑了两侧的散热设计以最大化性能和功率密度。

DCM模块采用了创新的功率转换和开关控制器，以进一步提高效率、功率和电流密度。这些属性，再加上先进的封装来应对空间，热和环境方面的挑战，使DCM产品线成为航空航天和国防系统设计人员的理想选择。”Gendron说。

Gendron补充道：“随着国防和航空航天市场的不断创新和发展，将持续保持合规性和可靠性标准，以确保安全和性能。”

电源解决方案仍将需要满足具有挑战性的SWaP-C要求，并且在相同或较小的面积内将需要更多的功率。为了满足这些不断发展的要求，电源设计的模块方法有利于提供可靠性，灵活性和功率密度。