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  4. onsemi – Solutions énergétiques de bout en bout pour drones haute performance

onsemi – Solutions énergétiques de bout en bout pour drones haute performance

onsemi Next-Gen Drone Design eBook

EBook de conception de drones de nouvelle génération

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Solutions complètes de systèmes pour la conception avancée de dronesSystèmes de détection
onsemi

 

Alimentation et communication

Les performances des drones sont fondamentalement limitées par la puissance. De la recharge de la batterie à la commande du moteur et la régulation du système, une gestion efficace de l’énergie détermine le temps de vol, la performance thermique et la fiabilité globale. Le portefeuille énergétique d’Onsemi couvre toute la chaîne énergétique — permettant une conversion à haute efficacité, une distribution intelligente et une protection robuste pour les systèmes de drones.

Qu’est-ce qui compose un système d’alimentation à drones

Un système d’alimentation de drone gère l’énergie, de l’entrée à l’exécution, à travers trois couches clés :

Batterie et recharge

  • Convertit l’énergie externe en énergie stockée
  • Inclut la conversion AC/DC et les circuits de charge
  • Assure la gestion des batteries et la sécurité de la recharge
  • Permet un stockage efficace de l’énergie pour le vol

Distribution d’énergie

  • Convertit la sortie de la batterie en rails de tension régulés
  • Utilise des convertisseurs DC-DC et des régulateurs LDO
  • Fournit une alimentation propre et stable pour l’électronique sensible
  • Inclut la supervision de la tension et le séquençage

Systèmes de consommation électrique

  • Systèmes d’entraînement de moteurs pour la propulsion
  • Moteurs de stabilisation du cardan
  • Unités de traitement, capteurs et systèmes de communication
  • Représente la principale consommation d’énergie du drone

Imagerie du cardan / Charge utile

  • Système de caméra stabilisée pour capturer des images et vidéos de haute qualité
  • Permet des applications telles que l’inspection, la cartographie et la surveillance
  • Utilise le contrôle moteur à 3 axes (lacet, tangage, roulis) pour la stabilisation de l’image
  • Prend en charge le FPV (vue à la première personne) et l’imagerie avancée des charges utiles

Communication – Filaire et sans fil

  • Transmission fiable des données à l’intérieur du drone et vers la station de base, supportant les architectures filaires et sans fil
  • Permet la télémétrie en temps réel, le streaming vidéo et la communication commande/contrôle
  • Assure un flux interne de données entre capteurs, processeurs et mémoire
  • Comprend Bluetooth® Low Energy (RSL15) et Single Pair Ethernet (10BASE-T1S) pour un fonctionnement robuste et à faible latence

Détection inductive

  • Détection précise de position et de mouvement pour les systèmes mécaniques contrôlés, idéale pour le retour de position des rotors de moteurs BLDC
  • Retour d’information précis pour les systèmes entraînés par moteur tels que les cardans et actionneurs
  • Fonctionnement sans contact robuste dans des environnements difficiles (poussière, vibrations, température) avec une longue durée de vie
  • Améliore la stabilité du système, la précision des contrôles et la répétabilité

Haut-parleurs LED

  • Contrôle et alimente les systèmes d’éclairage intégrés dans les conceptions de drones
  • Fournit un courant et une tension régulés pour un fonctionnement à haute efficacité des LED avec une perte de puissance minimale
  • Prend en charge, l’indication d’état, l’éclairage de navigation et l’éclairage de la charge utile
  • Inclut la protection contre les surcourants et thermique tout en réduisant la complexité du système
Bloc Alimentation & CommunicationFonctionPièces clés onsemiCe qu’ils permettent
Recharge de batterie (AC/DC)Convertit l’alimentation externe en stockage par batterieNCP1680, NCP1681, NCP1342, NCP13992Recharge de batterie efficace et sûre
Protection et contrôle des batteriesSurveille et protège le stockage d’énergieNCP308, MOSFET protégés, commutateurs IntelliMAXFonctionnement sûr et fiable de la batterie
Distribution d’énergie (DC-DC)Convertit la tension de la batterie en rails systèmeFAN65004C, NCP3237, NCP1597B, NCP3135Régulation efficace de la tension à travers le système
Régulation de la tension (LDO)Fournit des rails de tension propres et stablesNCP148, NCP137, NCP186, NCV8114Puissance à faible bruit pour l’électronique sensible
Protection du système (eFuse)Protection contre les surcourants et les pannesNIS3071, NIS6150, NIS6452Prévient les dommages au système et améliore la sécurité
Étage de puissance d’entraînement du moteurEntraîne des moteurs BLDC pour la propulsionNXV08H300DT1, NXV10V125DT1, NXV08V080DB1Commande motrice compacte et haute efficacité
MOSFETs (commutation)Commutation de puissance à haute efficacitéFamilles MOSFET T10, T8, T6Réduction des pertes et amélioration de l’efficacité
Pilotes de porteContrôle le comportement de commutation des MOSFETNCV51511, NCP51513, NCP81075, FAN8811TContrôle précis du moteur et de la puissance
Position et contrôle du cardanStabilisation et contrôle de l’orientationNCS32100 (encodeur), NCD83591 (pilote), NTMFS0D9N04XMStabilisation de la caméra fluide et précise
Puissance du capteur d’imageAlimentation propre et à faible bruit pour les capteursNCP189, NCP59801, T30LMPSR131/132/165Qualité d’image stable et fonctionnement à faible bruit
Détection de position angulaire et de vitesseDétection de position inductiveNCS32100Contrôle conjoint, atterrissage de précision
Haut-parleurs LEDFonctionnement de l’éclairage LEDNCV78514, NCV7685Indication de statut, navigation
CommunicationCommunication sans fil et filaireRSL15, NCN26010, NCN26000Épine dorsale des données

Principaux défis de conception

DéfiSolution onsemi
Autonomie limitéeConversion de puissance à haute efficacité
Contraintes thermiquesMOSFETs et modules d’alimentation à faible perte
Taille et poidsSolutions énergétiques hautement intégrées
Fiabilité et sécuritéCI de protection et surveillance
Bruit de puissanceRégulation propre pour les systèmes sensibles