TI技术延长四轴飞行器和工业无人机飞行和电池续航时间

2017年2月13日 德州仪器（TI）近日推出了两款基于电路的子系统参考设计，可帮助制造商延长四轴飞行器和其它非军用消费级和工业级无人机的飞行时间和电池续航时间，主要用于包裹运送以及远程监控、通信和协助。

IHS Markit数据传输和管理服务高级分析师Stelios Kotakis表示：“飞行时间一直是娱乐型四轴飞行器和专业无人机在设计方面所面临的最大挑战，尤其对于那些被公司用于超视距操作的飞行器而言更是如此。快递公司希望无人机具有更长的电池续航时间，并且正在进行无人机运送包裹的测试，以确定无人机的使用效果。”根据IHS Markit一份最近的研究显示*，在没有额外负载的理想条件下飞行，市场上近50％无人机的预期电池续航时间不足30分钟，35％无人机的飞行时间为31~60分钟，其余15％和更少的无人机的飞行时间能超过1小时。  

突破性电池管理设计

TI的2S1P电池管理系统（BMS）参考设计将无人机电池组转换为智能诊断黑匣子记录仪，可精确监控剩余电量，并在整个生命周期内保护锂离子电池。设计人员可以使用无人机BMS参考设计为任何现有的无人机设计添加测量、保护、平衡和充电功能，并延长飞行时间。利用bq4050多电池锂离子电量计精确测量电池的整个生命周期内的剩余电量，该设计还采用bq24600电池充电控制器和高效率DC/DC转换器，以实现高效率功率转换。

适用于高效率电机的高速性能

延长飞行时间的另一个障碍是无人机螺旋桨的转动效率较低。TI针对无人机电子调速器（ESC）的新参考设计将帮助制造商研制出飞行时间更长、更平稳和性能稳定的无人机。用于无人机无感FOC高速电子调速器参考设计有助于提升电子调速器的效率，最高转速速度可达到12,000 rpm以上（> 1.2kHz电动），包括快速反转功能，可提高翻滚运动的稳定性。

该设计采用TI的C2000™ MCU InstaSPIN-FOC™解决方案，包括用于电机精确控制的F28027F微控制器及能够预估转子磁通、转角、转速和转矩的FAST™磁场观察器专有软件算法。电机参数信息用于调整电流控制带宽。不同于其他技术，FAST无传感器观测器算法是完全自调谐的，无需调整即可实现正确运行和螺旋桨控制。该设计还包括一个具有超低静态电流的60 V LMR16006 SIMPLE SWITCHER® DC/DC转换器，可有效管理无人机的锂聚合物（LiPo）电池。