设计机器人电源架构前需要考虑的6个问题

01 您的电池是否针对轻量级低损耗配电进行了优化？


您会担心电池的经济性（成本、供电和使用周期）和使用寿命（充电次数、老化），但您是否考虑过您所使用的电压会不会影响设计的整体重量？


事情非常简单，根据欧姆定律，您可以通过在高电压及低电流下配电来减轻线缆重量，这需要更细（更轻！）的线缆。较细较轻的线缆与较大线缆相比，电阻也较小，可减少系统中的废热。基于这些原因，与 低电压的 12V 解决方案相比，有很多基于 48V（甚至更高！）的电池电源架构，并且还有高效率的轻量级转换器可供选择：包括固定比率 BCM 和稳压 DCM 转换器。


02 PDN 是否针对充电间隔时间进行了优化，支持当前及未来有效载荷？


您的平台将不断发展：处理器速度更快，电机/致动器数量更多，传感器阵列需要更多电源提供更多功能。每次置换一个子系统，您是否都希望重新设计 PDN？


无需重新设计 PDN，您可以在相同的 PDN 电源电压下使用额外的并联电池来增加整体电池容量，以存储更多能量。现在，您不需要使用不同电压重新设计，也不需要处理整个平台的相关变化带来的纹波效应。要优化未来的 PDN，请选择一个至少 48V 的高电池配电电压，而且所提供的放电特性可在需要为子系统供电时使用固定比率转换器。固定比率转换器是更高效、更小尺寸、 重量更轻的转换器，用于降压转换。例如，您的 PDN 可以把这些小型模块化转换器布置在任何您需要将 48 转换为 12V 或将 800V 转换为 SELV 电压的地方。


03 动态负载是否给系统增加了不必要的重量？


为动态负载供电的一种蛮力方法是调整 PDN 配电大小以获得更大功率，但如果负载具有低占空比，则需要一根大线缆显著增加重量才能满足需求。替代大型线缆的另一种方法是在负载点附近增加本地储能，在附近布置一款可在需要时供电的电容器。然而，优化 PDN 可能还有更好的选项：固定比率转换器。这些转换器不仅可以像一款理想的变压器一样发挥作用，而且还具有从输入到输出（也支持从输出到输入）的反射电容的优势。这就意味着输入端的电容看起来就像输出端的电容，其扩展比率与转换器的转换 K 因数相同。更轻的解决方案将在固定比率转换器的输入端使用一个很小的电容值，而不是在一款转换器后面部署一款更大的电容器。