一种无人机供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机供电系统，涉及无人机领域，能够在无人机执行飞行任务时由充电电池供电，待机时由辅助直流电源供电。本发明专利技术包括：可充电电池、辅助直流电源、可充电电池驱动模块、电压检测和控制电路。电压检测和控制电路采集可充电电池和辅助直流电源的电压值，电压检测和控制电路包含电压比较器，电压比较器设定任意低于辅助直流电源标准输出电压的值作为设定电压，当辅助直流48V或者28V供电电源输出电压高于设定电压时，辅助直流电源驱动模块控制辅助直流电源供电；当辅助直流电源输出电压低于参考电压时，可充电电池驱动模块控制可充电电池给负载供电。本发明专利技术适用于无人机自动循环执行数据采集等任务。

A Power Supply System for UAV

【技术实现步骤摘要】
一种无人机供电系统
本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机供电系统。
技术介绍
大功率无人机执行飞行任务时要求可充电电池供电，同时又要求在电池使用完规定的能量后可以及时充电，循环往复地执行飞行任务。主供电电源是大容量可充电电池，辅助电源是48V或者28V直流电源等。通常待机时是由辅助电源48V或者28V直流电源给无人机充电，同时产生一个辅助的12V直流电源给飞控等其它用电设备供电。大容量电池与这个12V直流电源通过电子开关电路给电机等用电设备供电。起飞之后只有大容量电池给无人机系统供电。为了满足上述设计需要，本专利技术提供了一种无人机供电系统，能根据工作状态切换供电电源。
技术实现思路
本专利技术提供尤其涉及一种电池充电电路及电池热插拔控制电路，能够在无人机执行飞行任务时由充电电池供电，待机时由辅助直流电源供电。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无人机供电系统，包括：可充电电池、辅助直流电源、可充电电池驱动模块、辅助直流电源驱动模块、电压检测和控制电路、充电电路。充电电路、可充电电池、可充电电池驱动模块、负载，依次连接；辅助直流电源产生一个12V直流电源，辅助直流电源、12V直流电源、辅助直流电源驱动模块、负载，依次连接。辅助直流电源、辅助直流电源驱动模块、可充电电池、可充电电池驱动模块、12V直流电源均电压检测和控制电路。电压检测和控制电路设置参考电压，并采集可充电电池和辅助直流电源的电压值，当可充电电池输出电压高于参考电压时，可充电电池驱动模块控制可充电电池供电；当可充电电池输出电压低于参考电压时，辅助电源驱动模块控制12V直流电源给负载供电。进一步的，电压检测和控制电路包括：检测电路、参考电压调节电路、电压比较器、若干电子开关。检测电路分别检测可充电电池的输出电压和辅助直流电源的输出电压，并传送至电压比较器；参考电压调节电路设置参考电压，并传送至电压比较器。电压比较器的输出端连接电子开关的输入端，电子开关的输出端分别连接可充电电池驱动模块、辅助电源驱动模块中的信号控制端，信号控制端的状态决定负载由可充电电池或辅助直流电源供电。进一步的，电压比较器和电子开关之间还设置时基芯片555，其作用相当于触发器或者电子开关。进一步的，可充电电池前端设置电池热插拔控制电路，电池热插拔控制电路包括控制芯片、电子开关、外围电阻和电容，充电电路连接控制芯片的输入端和信号控制端，以及电子开关中MOS管的源极，MOS管的漏极连接控制芯片的输出端。进一步的，可充电电池驱动模块包括驱动芯片和若干MOS管，驱动芯片的输入端连接可充电电池，若干MOS管同向并联，分别组成正向电子开关和负向电子开关。正向电子开关中MOS管的漏极和可充电电池连接，电流从漏极流向源极，漏极连接负向电子开关中MOS管的源极，负向电子开关中MOS管的漏极连接驱动芯片的输出端。进一步的，12V直流电源和辅助直流电源驱动模块之间还设置防倒灌隔离电路，防倒灌隔离电路包括控制芯片及MOSFET。进一步的，当通过电流小于2A，防倒灌隔离电路简化为一个二极管，正极连接12V直流电源，负极连接辅助直流电源驱动模块。本专利技术的有益效果是：本专利技术设置了低于可充电电池标准输出电压的电压值作为参考电压，可充电电池输出电压高于参考电压时，可充电电池驱动模块控制可充电电池供电；当可充电电池输出电压低于参考电压时，辅助电源驱动模块控制12V直流电源给负载供电，实现了无人机执行飞行任务时由充电电池供电，待机时由辅助直流电源供电的供电需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术的原理框图；图2是电压检测及控制电路的电路图；图3是充电电路的电路图；图4是电池热插拔控制电路的电路图；图5是可充电电池驱动模块的电路图；图6是12V直流电源的电路图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术实施例提供一种双直流电源供电系统，如图1所示，包括：可充电电池、辅助直流电源、辅助直流48V或者28V供电电源、可充电电池驱动模块、辅助12V直流电源、防倒灌二极管、电压检测和控制电路、充电电路、电池热插拔控制电路。充电电路、电池热插拔控制电路、可充电电池、可充电电池驱动模块、负载依次连接；辅助直流48V或者28V供电电源、12V辅助直流电源、防倒灌二极管、负载依次连接。电压检测及控制电路连接可充电电池、辅助直流48V或者28V供电电源电源、可充电电池驱动模块、防倒灌二极管。其中，电压检测和控制电路设置参考电压，并采集可充电电池和辅助直流电源的电压值，当可充电电池输出电压高于参考电压时，可充电电池驱动模块控制可充电电池供电；当可充电电池输出电压低于参考电压时，辅助电源驱动模块控制12V直流电源给负载供电。电压检测及控制电路如图2所示：包括双电压比较器，A路比较器电压检测电路、B路比较器电压检测电路、A路基准电压设置电路、B路基准电压设置电路、时基芯片。双电压比较器采用193芯片、时基芯片采用555时基芯片。A路比较器电压+INA针脚检测电路由R1A、R1C、R2A、AGND依次连接组成，R1A电流流入端的电压为48V或者28V电源（图上是电源48V或者28V）电压，R1C和R2A之间连接双电压比较器的+INA针脚。B路比较器电压检测电路由R2C、R2D、R2B、AGND依次连接组成，R2C电流流入端的电压为可充电电池（图上是电池）电压，R2D和R2B之间连接双电压比较器的+INB针脚,B路比较器电压-INA针脚检测电路由D1A/D1B、R4B、VD2、AGND依次连接组成。A路基准电压设置电路由R3A、稳压二极管VD1的正极、AGND依次连接组成。R3A电流流入端的电压为电池。R3A和VD1之间连接-INA针脚。B路基准电压设置电路由二极管D1A/DIB的负极、R4B、稳压二极管VD2的正极、AGND依次连接组成。D1A正极的电压为(图上电源48V或者28V网络）。D1B正极的电压为(图上电池网络）。R4B和VD2之间连接-INB针脚。R4B的电流流入端通过二极管D1A/D1B连接，D1B的正极连接电源48V或者28V电压，D1A的正极连接可充电电池电压，提供双供电。U1的VCC针脚连接供电电压VDD，VDD和VCC针脚之间连接滤波电容CH1。U1采集到主电源电压和电池电压后进行比较，+INA和-INA的比较结果由OUTA输出，+INB和-INB的比较结果由OUTB输出。OUTA连接时基芯片的DIS和TR针脚。OUTB、R5B、R5A和TH针脚依次连接。R5B和R5A及MR针脚都连接到VDD。R5A和R5B是上拉电阻。DIS针脚、RA1、AGND依次连接；VC针脚、CA1、AGND依次连接。时基芯片U2的Vo管脚连接RA2，RA2连接RA5，RA5接地。RA2和RA5之间连接RA3，RA3和MOS管QA的G极连接，S极接地，D极通过RA4连接+INA。RA3、RA4、QA组成电子开关，当OUTA输出低电平时，U2的3脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机供电系统，其特征在于，包括：可充电电池、辅助直流电源、可充电电池驱动模块、辅助直流电源驱动模块、电压检测和控制电路、充电电路；充电电路、可充电电池、可充电电池驱动模块、负载，依次连接；辅助直流电源产生一个12V直流电源，辅助直流电源、12V直流电源、辅助直流电源驱动模块、负载，依次连接；辅助直流电源、辅助直流电源驱动模块、可充电电池、可充电电池驱动模块、12V直流电源均连接电压检测和控制电路；电压检测和控制电路设置参考电压，并采集可充电电池和辅助直流电源的电压值，当可充电电池输出电压高于参考电压时，可充电电池驱动模块控制可充电电池供电；当可充电电池输出电压低于参考电压时，辅助电源驱动模块控制12V直流电源给负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种无人机供电系统，其特征在于，包括：可充电电池、辅助直流电源、可充电电池驱动模块、辅助直流电源驱动模块、电压检测和控制电路、充电电路；充电电路、可充电电池、可充电电池驱动模块、负载，依次连接；辅助直流电源产生一个12V直流电源，辅助直流电源、12V直流电源、辅助直流电源驱动模块、负载，依次连接；辅助直流电源、辅助直流电源驱动模块、可充电电池、可充电电池驱动模块、12V直流电源均连接电压检测和控制电路；电压检测和控制电路设置参考电压，并采集可充电电池和辅助直流电源的电压值，当可充电电池输出电压高于参考电压时，可充电电池驱动模块控制可充电电池供电；当可充电电池输出电压低于参考电压时，辅助电源驱动模块控制12V直流电源给负载供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压检测和控制电路包括：检测电路、参考电压调节电路、电压比较器、若干电子开关，检测电路分别检测所述可充电电池的输出电压和所述辅助直流电源的输出电压，并传送至电压比较器；参考电压调节电路设置所述参考电压，并传送至所述电压比较器；电压比较器的输出端连接电子开关的输入端，电子开关的输出端分别连接所述可充电电池驱动模块、辅助电源驱动模块中的信号控制端，信号控制端的状态决定负载由所述可充电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：方军，郭钟，戴建东，胡庆涛，汪韬，刘锡波，
申请(专利权)人：无锡龙翼智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32