飞行器及其电源管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种飞行器的电源管理系统，包括电池盒和飞行器控制板，所述电池盒包括主电池单元、备用电池单元以及电池控制单元，所述飞行器控制板具有无线收发单元、串口通讯单元和电源切换单元，其中：所述主电池单元用于所述飞行器正常飞行时供电；所述备用电池单元用于所述飞行器正常飞行前、降落后以及飞行意外时供电；所述电源切换单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于选择所述主电池单元或备用电池单元为所述飞行器控制板供电。在飞行器启动前用于整个飞行器系统的自检，在飞行器启动和关闭时控制主电池开关，在飞行器工作过程中用于主电池实时电量检测，在飞行器发生意外时断电保护和发出应急救援信号，保证飞行器的安全，同时延长使用时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器领域，特别是涉及一种飞行器及其电源管理系统。
技术介绍
在航模领域中，绝大部分的飞行器都是采用单一的电池作为动力源，没有应急响应机制和备用电池。如果飞行器的控制系统有问题，或者遥控器出现故障，此时如果贸然地给系统加上主电源，轻者会导致系统损坏，重者或导致飞行器失控，危机人生安全。电池电量关系到飞行器的返航及飞行安全，务必要有一套有效的电量检查系统，目前单一的电池供电存在一个问题：飞行器在工作的时，在不同状态下需要的电量差别很大，如加速、悬停、前进等，这样会导致主电池电压波动会很大。用一个波动大的电源来给电量检测电路供电就会引入不稳定的因素，导致电量检测不准确，从而给飞行器带来不确定性，如果用独立电源供电就会消除此隐患。另外，受到环境及人为等因素影响，如风力、电磁波、障碍物、操控失误等不可避免因素，可能会导致飞行器坠落或者悬挂在障碍物上等意外情况，此时如果没有应急处理机制，电池会长时间大负荷工作，轻者会造成造飞行器的部件损坏，如驱动电机烧坏，主板烧坏等，重者甚至会引发火灾。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种飞行器的电源管理系统，旨在解决单一的电池供电存的飞行器不稳定可靠的问题。本专利技术提供了一种飞行器的电源管理系统，包括电池盒和飞行器控制板，所述电池盒包括主电池单元、备用电池单元以及电池控制单元，所述飞行器控制板具有无线收发单元、串口通讯单元和电源切换单元，其中：所述主电池单元用于所述飞行器正常飞行时供电；所述备用电池单元用于所述飞行器正常飞行前、降落后以及飞行意外时供电；所述电池控制单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于接收指令、控制所述主电池单元和备用电池单元的开关；所述无线收发单元用于接收遥控器的遥控命令；所述串口通讯单元与所述电池控制单元连接，用于根据所述无线收发单元接收的遥控命令传送所述指令到所述电池控制单元；所述电源切换单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于选择所述主电池单元或备用电池单元为所述飞行器控制板供电。本专利技术还提供了一种飞行器的电源管理系统，包括电池盒、飞行器控制板和遥控器，所述电池盒包括主电池单元、备用电池单元以及电池控制单元，所述飞行器控制板具有无线收发单元、串口通讯单元和电源切换单元，其中：所述主电池单元用于所述飞行器正常飞行时供电；所述备用电池单元用于所述飞行器正常飞行前、降落后以及飞行意外时供电；所述电池控制单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于接收指令、控制所述主电池单元和备用电池单元的开关；所述无线收发单元用于接收所述遥控器的遥控命令；所述串口通讯单元与所述电池控制单元连接，用于根据所述无线收发单元接收的遥控命令传送所述指令到所述电池控制单元；所述电源切换单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于选择所述主电池单元或备用电池单元为所述飞行器控制板供电。本专利技术还提供了一种飞行器，包括上述飞行器的电源管理系统。上述飞行器的电源管理系统有双电池方案，在系统控制下，为了保证飞行器的安全，同时提高飞行效率，延长续航时间，提供一种双电池方案，该方案的核心技术是可通过遥控器控制主电源开关，实现方式是在现有单一电池供电模式的基础上增加一块备用电池，使得系统具有双电源供电，此后备电池在如下情况下为系统提供独立稳定的电源：在飞行器启动前用于整个飞行器系统的自检，在飞行器启动和关闭时控制主电池开关，在飞行器工作过程中用于主电池实时电量检测，在飞行器发生意外时断电保护和发出应急救援信号，保证飞行器的安全，同时延长使用时间。附图说明图1为本专利技术较佳实施例中飞行器的电源管理系统的模块示意图；图2为图1所示飞行器的电源管理系统的电池控制单元的模块示意图；图3为图1所示飞行器的电源管理系统的主电池单元的电路原理图；图4为图1所示飞行器的电源管理系统的备用电池单元的模块示意图；图5为图1所示飞行器的电源管理系统的电源切换单元的模块示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术较佳实施例中飞行器中设置的电源管理系统包括电池盒10和飞行器控制板20，所述电池盒10包括主电池单元11、电池控制单元12以及备用电池单元13，所述飞行器控制板20具有无线收发单元21、串口通讯单元22和电源切换单元23。所述主电池单元11用于所述飞行器正常飞行时供电；所述备用电池单元13用于所述飞行器正常飞行前、降落后以及飞行意外时供电；所述电池控制单元12与所述主电池单元11和备用电池单元13连接，用于接收指令、控制所述主电池单元11和备用电池单元13的开关；所述无线收发单元21用于接收遥控器30的遥控命令；所述串口通讯单元22与所述电池控制单元12连接，用于根据所述无线收发单元21接收的遥控命令传送所述指令到所述电池控制单元12；所述电源切换单元23与所述主电池单元11和备用电池单元13连接，用于选择所述主电池单元11或备用电池单元13为所述飞行器控制板20供电。在另一个实施例来中，飞行器的电源管理系统还包括上述的遥控器30。优选地，遥控器30包括操作模块31、无线收发模块32以及指示模块33。操作模块31用于输入所述遥控命令，如按键键盘、遥控杆、触摸屏等；无线收发模块32可与所述飞行器控制板20的无线收发单元21无线通讯以传输数据，如RF射频信号发生器；指示模块33用于指示所述飞行器的状态，如指示灯、显示屏等。请参阅图2，所述电池控制单元12包括单片机121、电量检测模块、电池开关控制模块、串口通讯模块126、备用电池充电控制模块127、按键输入模块128以及LED指示模块129。单片机121采用ATMEL公司ATmega系列作为主控芯片。其供电系统接在后备电池上，由于负载较轻，电源波动小，从而保证了单片机121系统的稳定可靠性。电量检测模块与所述单片机121连接，用于检测主、备用电池电量。具体地，电量检测模块包括主电池电量检测模块122和备用电池电量检测模块123。主电池电量检测模块122采用型号为“MAX17047”的器件，配合外部缓冲器“MAX9910”，也可以采用“BQ34Z100”的器件，可以做比较高的测量精度，保证电池电量数据的准确性。备用电池电量检测模块123采用上述单片机121的A/D转换接口来实现，将后备电池通过精密电阻分压后接到上述单片机121的A/D转换接口上，通过采样计算出电池电压，通过换算可以得出电池电量，由于后备电池起到辅助作用，只需要在接近没电的时候，单片机121控制充电器给电池充电，所以其电量检测不要求很精确。所述电池盒10中主电池采用三节4.2V电池串接方式，提供12.6V最大输出电压。为防止电池在过充和过放及短路时引起电池爆炸或者鼓胀，需要给电池加上电池保护电路。电池开关控制模块与所述单片机121连接，用于控制所述主电池单元11、备用电池单元13的开关。具体地，电池开关控制模块包括控制所述主电池单元11的主电池开关控制模块124和控制备用电池的备用电池开关控制模块125。串口通讯模块126与所述单片机121连接，与所述串口通讯单元22连接。备用电池充电控制模块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器的电源管理系统，其特征在于，包括电池盒和飞行器控制板，所述电池盒包括主电池单元、备用电池单元以及电池控制单元，所述飞行器控制板具有无线收发单元、串口通讯单元和电源切换单元，其中：所述主电池单元用于所述飞行器正常飞行时供电；所述备用电池单元用于所述飞行器正常飞行前、降落后以及飞行意外时供电；所述电池控制单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于接收指令、控制所述主电池单元和备用电池单元的开关；所述无线收发单元用于接收遥控器的遥控命令；所述串口通讯单元与所述电池控制单元连接，用于根据所述无线收发单元接收的遥控命令传送所述指令到所述电池控制单元；所述电源切换单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于选择所述主电池单元或备用电池单元为所述飞行器控制板供电。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器的电源管理系统，其特征在于，包括电池盒和飞行器控制板，所述电池盒包括主电池单元、备用电池单元以及电池控制单元，所述飞行器控制板具有无线收发单元、串口通讯单元和电源切换单元，其中：所述主电池单元用于所述飞行器正常飞行时供电；所述备用电池单元用于所述飞行器正常飞行前、降落后以及飞行意外时供电；所述电池控制单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于接收指令、控制所述主电池单元和备用电池单元的开关；所述无线收发单元用于接收遥控器的遥控命令；所述串口通讯单元与所述电池控制单元连接，用于根据所述无线收发单元接收的遥控命令传送所述指令到所述电池控制单元；所述电源切换单元与所述主电池单元和备用电池单元连接，用于选择所述主电池单元或备用电池单元为所述飞行器控制板供电。2.如权利要求1所述的飞行器的电源管理系统，其特征在于，所述电池控制单元包括：单片机；电量检测模块，与所述单片机连接，用于检测主、备用电池电量；电池开关控制模块，与所述单片机连接，用于控制所述主电池单元、备用电池单元的开关；串口通讯模块，与所述单片机连接，与所述串口通讯单元连接；备用电池充电控制模块，与所述单片机连接，用于在所述备用电池电量不足时给备用所述电池充电；按键输入模块，与所述单片机连接，接收用户指令；以及LED指示模块，与所述单片机连接，用于指示所述电池盒的状态。3.如权利要求2所述的飞行器的电源管理系统，其特征在于，所述主电池单元包括电池保护芯片、放电MOSFET管、充电MOSFET管、供电及电量检
\t测端口、所述放电MOSFET管的外部优先控制端口以及检测电阻，其中：所述放电MOSFET管的漏极作为所述主电池单元的正输出端、栅极与所述电池保护芯片的充电控制端、源极与所述充电MOSFET管的源极连接；所述充电MOSFET管的漏极与所述主电池的正极连接、栅极接所述电池保护芯片的放电控制端以及所述供电及电量检测端口；所述外部优先控制端口一端与所述电池保护芯片的充电用和放电用控制端子连接，另一端所述单片机连接，用于控制主电池的输出，该引脚具有优先于所述电池保护芯片的关断控制权；所述检测电阻一端与所述主电池的负极连接，另一端作为所述主电池单元的负输出端。4.如权利要求3所述的飞行器的电源管理系统，其特征在于，所述备用电池单元包括：所述备用电池；充电输入端口，与所述供电及电量检测端口连接；备用电池充电模块，一端与所述充电输入端口连接；备用电池充电保护模块，一端与备用电池充电模块连接，另一端接所述备用电池；备用电池输出端口，通过所述电池开关控制模块与所述备用电池连接。5.一种飞行器的电源管理系统，其特征在于，包括电池盒、飞行器控制板和遥控器，所述电池盒包括主电池单元、备用电池单元以及电池控制单元，所述飞行器控制板具有无线收发单元、串口通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，
申请(专利权)人：深圳曼塔智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44