CN108462389A - 电源管理电路和应用该电路的电源管理模块以及无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电源管理电路，包括：第一驱动模块、第二驱动模块和控制模块，第一驱动模块和第二驱动模块均与控制模块相连接，第一驱动模块用于接收电源电压和控制模块输入的第一控制电压和/或电流，通过控制模块输入的第一控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第一驱动电压和/或电流；第二驱动模块用于接收电源电压和控制模块输入的第二控制电压和/或电流，通过控制模块输入的第二控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第二驱动电压和/或电流；本发明提供电源管理电路可使应用该电路的电源控制模块来解决低电压和/电流来控制驱动模块上较大的电压和/或电流的输出。
Description
技术领域
本发明涉及直流升压电路领域，具体涉及一种电源管理电路和应用该电路的电源管理模块以及无人机。
背景技术
无人直升机简称无人机，是一种处在迅速发展中的新概念飞行器，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。
电源是无人机的重要组成部分，因此电源的管理模块也是无人机的研发中重要的一部分，现有的无人机管理模块一般是通过较低的控制电压来控制驱动模块上较高的电压的输出，而不能对输出的较大的电流进行控制，因此，需要设计一种电源管理电路来实现较低的控制电压和/或电流来控制驱动模块上较大的电压和/或电流的输出。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种电源管理电路和应用该电路的电源管理模块以及无人机，其中电源管理电路可使应用该电路的电源控制模块来解决低电压和/电流来控制驱动模块上较大的电压和/或电流的输出。
本发明实施例提供了一种电源管理电路，包括：第一驱动模块、第二驱动模块和控制模块，所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均与所述控制模块相连接，
所述第一驱动模块用于接收电源电压和所述控制模块输入的第一控制电压和/或电流，通过所述控制模块输入的所述第一控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第一驱动电压和/或电流；
所述第二驱动模块用于接收电源电压和所述控制模块输入的第二控制电压和/或电流，通过所述控制模块输入的所述第二控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第二驱动电压和/或电流；
所述控制模块与电源相连接，用于分别提供所述第一驱动模块和所述第二驱动模块的第一控制电压和/或电流和第二控制电压和/或电流，并控制所述第一驱动模块和所述第二驱动模块的分别输出的所述第一控制电压和/或电流和所述第二控制电压和/或电流的值。
进一步的，还包括检测模块，所述检测模块包括电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块和所述电流检测模块均与所述控制模块相连接，所述电压检测模块和所述电流检测模块分别用于设定所述电源电压、所述控制模块、所述第一控制电压和/或电流、所述第二控制电压和/或电流、所述第一驱动电压和/或电流和所述第二驱动电压和/或电流的输入和/或输出的设定电压和/或电流信息，并将设定电压和/或电流信息与所述电源电压、所述控制模块、所述第一驱动电压和/或电流和所述第二驱动电压和/或电流的输入和/或输出的电压进行对比后，将对比信息反馈给所述控制模块。
进一步的，所述控制模块还与运行灯控制模块相连接。
进一步的，所述第一驱动模块包括至少一个第一驱动电路，所述第一驱动电路包括第一晶体管，所述第一晶体管的源极与接地点位相连接，漏极与供电输入端相连接，栅极与所述控制模块的控制端子相连接。
进一步的，所述第二驱动模块包括至少一个第二驱动电路，所述第二驱动电路包括第三晶体管和第四晶体管，所述第二晶体管和第三晶体管的源极均与接地点位相连接，漏极均与供电输入端相连接，栅极均与所述控制模块的控制端子相连接。
进一步的，所述晶体管为NMOS管。
本发明还提供了一种电源管理模块，包括所述的控制电压电路。
进一步的，所述第一驱动模块与启动电机相连接。
进一步的，所述第二驱动模块与水泵相连接。
本发明还提供了一种无人机，包括所述的一种电源管理模块。
本发明的有益效果为：本发明通过设计了一种电源管理电路，此电路不但结构简单、体积较小、制造成本较低、电路适应性较强，而且能够通过该电路的电源控制模块能够解决低电压和/电流来控制驱动模块上较大的电压和/或电流的输出，并且该电源控制模块重量较轻，适合无人机的使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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他的附图。
图1所示为本发明实施例一种电源管理电路的结构示意图；
图2所示为本发明实施例第一驱动电路的结构示意图；
图3所示为本发明实施例第二驱动电路的结构示意图；
图4 所示为本发明实施例控制模块的中单片机PX1的电路图；
图5 所示为本发明实施例控制模块的中38译码器U4的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为本发明实施例一种电源管理电路的结构示意图。
一种电源管理电路，包括：第一驱动模块101、第二驱动模块102和控制模块103，第一驱动模块101和第二驱动模块102均与控制模块103相连接，第一驱动模块101用于接收电源电压和控制模块103输入的第一控制电压和/或电流，通过控制模块103输入的第一控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第一驱动电压和/或电流；第二驱动模块102用于接收电源电压和控制模块103输入的第二控制电压和/或电流，通过控制模块103输入的第二控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第二驱动电压和/或电流；
控制模块103与电源相连接，用于分别提供第一驱动模块101和第二驱动模块102的第一控制电压和/或电流和第二控制电压和/或电流，并控制第一驱动模块101和第二驱动模块102的分别输出的第一控制电压和/或电流和第二控制电压和/或电流的值，其中，电源电压为24V，第一控制电压和第二控制电压均为24V，第一驱动电流为10A和/或30A和/或120A，第二驱动电流为10A和/或30A，第一控制电流和第二控制电流为5mA。
第一驱动模块101包括六个第一驱动电路，第一驱动电路包括NMOS管M1，NMOS管M1的源极与接地点位相连接，漏极与供电输入端相连接，栅极与控制模块的控制端子相连接，第一驱动电路与启动电机相连接。
如图2所示为本发明实施例第一驱动电路的结构示意图。
第一驱动电路包括NMOS管M1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3、三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3。
其中，NMOS管M1的漏极与供电输入端之间设置有可连接电机的电磁圈，电机的电磁圈与二极管D1和二极管D2均并联，二极管D1和二极管D2的阳极与NMOS管M1的漏极电连接，二极管D1和二极管D2的阳极与电机的电磁圈电连接；NMOS管M1的栅极与三极管Q1的发射极电连接后电连接电阻R1后接地，三极管Q1的集电极连接在供电输入端与二极管D1和二极管D2并联之间的连接点上，三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极相连接并且连接稳压二极管D3后一起接地，三极管Q2的发射极与供电输入端之间设置有电阻R2，三极管Q2的基极与三极管Q3的集电极通过电阻R3电连接，三极管Q3的基极通过电阻R4与供电输入端相连接，三极管Q3的基极通过电阻R5与38译码器U4的MOTOR C1端相连接，三极管Q3的发射极与电阻R5之间并联有电阻R6后接地，供电输入端与电源相连接。
第二驱动模块包括两个第二驱动电路，第二驱动电路包括NMOS管M1和NMOS管M2，NMOS管M1和NMOS管M2的源极均与接地点位相连接，漏极均与供电输入端相连接，栅极均与控制模块的控制端子相连接。
如图3所示为本发明实施例第二驱动电路的结构示意图。
第一升压电路包括NMOS管M2、NMOS管M3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、三极管Q4、三极管Q5、稳压三极管Q6、三极管Q7和三极管Q8。
其中，NMOS管M3的漏极与供电输入端之间设置有可连接水泵的电磁圈，水泵的电磁圈与二极管D4和二极管D5均并联，二极管D4和二极管D5的阳极均与NMOS管M2和NMOS管M5的漏极电连接，二极管D4和二极管D5的阳极与水泵的电磁圈电连接；NMOS管M2和NMOS管M3的栅极均与三极管Q4的发射极和三极管Q5的发射极电连接，三极管Q4的集电极连接在供电输入端与二极管D4和二极管D5并联之间的连接点上，三极管Q4的基极和三极管Q5的基极均与三极管Q6的发射极电连接，其电连接后通过电阻R7接地，三极管Q6的基极和三极管Q7的集电极电连接，三极管Q5的集电极接地，三极管Q6的集电极与供电输入端电连接，三极管Q6的基极与三极管Q7的集电极电连接，并且电连接后与稳压二极管D6的阴极相连接，稳压二极管D6的阳极分别与电阻R7、三极管Q5的集电极和地电连接；三极管Q7的发射极发射极通过电阻R8与供电输入端相连接，三极管Q7的基极通过电阻R9与三极管Q8的集电极相连接，三极管Q8的集电极通过电阻R10和供电输入端相连接；三极管Q8的基极通过电阻R11与单片机PX1上的引脚22电连接，三极管Q8的发射极和电阻R11的两端并联电阻R12后接地。
上述的一种控制电路还包括检测模块，检测模块包括电压检测模块104和电流检测模块105，电压检测模块104和电流检测模块105均与控制模块103相连接，电压检测模块104和电流检测模块105分别用于设定电源电压、控制模块、第一控制电压和/或电流、第二控制电压和/或电流、第一驱动电压和/或电流和第二驱动电压和/或电流的输入和/或输出的设定电压和/或电流信息，并将设定电压和/或电流信息与电源电压、控制模块103、第一驱动电压和/或电流和第二驱动电压和/或电流的输入和/或输出的电压和/或电流进行对比后，将对比信息反馈给控制模块103。
如图4 所示为本发明实施例控制模块的中单片机PX1的电路图。
如图5 所示为本发明实施例控制模块的中38译码器U4的电路图。
单片机PX1利用自身集成的模数转换器实现对输出电流电压的采样，引脚21和22是第二升压电压信号的输入，引脚23和24分别是电流检测模块105和电压检测模块104对电池电压信号的输入，引脚20是运行灯控制模块信号的输入；单片机检测电压和/或电流，若由于元器件参数的离散性或系统的时间漂移或温度漂移等导致输出偏离设定值，则可对输出电压和/或电流进行控制调节，从而降低系统的温漂、时漂和元器件参数容差的影响，引脚9、10、11 输出到38译码器U4的使能信号引脚9、10、11、12、13和14，U4的使能信号引脚9、10、11、12、13和14是第一驱动电压信号的输入，引脚9、10、11 、21和22输出信号到图5和3中的第一驱动电路和第二驱动电路，从而得到设定电压和/或电流，其中控制模块103向第一驱动模块101和第二驱动模块102输入的控制电压是3.3V，第一驱动模块101和第二驱动模块102通过自身的电路控制，可通过3.3V的控制电压来控制从其供电输入端输入的24V的电压，同时也控制第一驱动电路和第二驱动电路中的大电流，实现了低电压控制高电压和大电流。
本发明还提供了一种电源管理模块，包括上述的电源管理电路。
第一驱动模块101与启动电机相连接，第一驱动电路与启动电机的个数相同。
第二驱动模块102与水泵相连接，第二驱动电路与水泵的个数相同。
本发明还提供了一种无人机，包括一种电源管理模块。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电源管理电路，其特征在于，包括：第一驱动模块、第二驱动模块和控制模块，所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均与所述控制模块相连接，
所述第一驱动模块用于接收电源电压和所述控制模块输入的第一控制电压和/或电流，通过所述控制模块输入的所述第一控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第一驱动电压和/或电流；
所述第二驱动模块用于接收电源电压和所述控制模块输入的第二控制电压和/或电流，通过所述控制模块输入的所述第二控制电压和/或电流来控制接收到的电源电压，再输出控制后的第二驱动电压和/或电流；
所述控制模块与电源相连接，用于分别提供所述第一驱动模块和所述第二驱动模块的第一控制电压和/或电流和第二控制电压和/或电流，并控制所述第一驱动模块和所述第二驱动模块的分别输出的所述第一控制电压和/或电流和所述第二控制电压和/或电流的值。
2.根据权利要求1所述的一种电源管理电路，其特征在于，还包括检测模块，所述检测模块包括电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块和所述电流检测模块均与所述控制模块相连接，所述电压检测模块和所述电流检测模块分别用于设定所述电源电压、所述控制模块、所述第一控制电压、所述第二控制电压、所述第一驱动电压和所述第二驱动电压的输入和/或输出的设定电压和/或电流信息，并将设定电压和/或电流信息与所述电源电压、所述控制模块、所述第一驱动电压和所述第二驱动电压的输入和/或输出的电压和/或电流进行对比后，将对比信息反馈给所述控制模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种电源管理电路，其特征在于，所述控制模块还与运行灯控制模块相连接。
4.根据权利要求1所述的一种电源管理电路，其特征在于，所述第一驱动模块包括至少一个第一驱动电路，所述第一驱动电路包括第一晶体管，所述第一晶体管的源极与接地点位相连接，漏极与供电输入端相连接，栅极与所述控制模块的控制端子相连接。
5.根据权利要求1所述的一种电源管理电路，其特征在于，所述第二驱动模块包括至少一个第二驱动电路，所述第二驱动电路包括第三晶体管和第四晶体管，所述第二晶体管和第三晶体管的源极均与接地点位相连接，漏极均与供电输入端相连接，栅极均与所述控制模块的控制端子相连接。
6.根据权利要求4或5所述的一种电源管理电路，其特征在于，所述晶体管为NMOS管。
7.一种电源管理模块，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的电源管理电路。
8.根据权利要求7所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述第一驱动模块与启动电机相连接。
9.根据权利要求7所述的一种电源管理模块，其特征在于，所述第二驱动模块与水泵相连接。
10.一种无人机，其特征在于，包括权利要求6至9任一项所述的一种电源管理模块。
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