CN109515726A - 一种无人机动力电源切换电路板及其切换方法 - Google Patents

一种无人机动力电源切换电路板及其切换方法 Download PDF

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Abstract

一种无人机动力电源切换电路板及其切换方法，包括底板，所述底板上设置有主控板，所述主控板上还安装有若干个主控芯片，位于所述底板上平面的一侧设置有巡航动力电池组正极、巡航动力电池组负极、起降动力电池组负极和起降动力电池组正极，所述底板上平面的另一侧设置有电源输出正极和电源输出负极，所述主控板还电性连接有PWM信号输入端和PWM信号接地端。本发明支持两组动力电源，既保证固定翼模式下的续航能力，也保证多轴模式下的起降安全性，且设置有断电保护机制，当电池组电压突降至10V以下时，自动切换至另一电池组以保证正常供电，也可根据具体需求来手动切换电池组供电，通过两组电池组的不同环境下的自由切换，可以减少起降时的耗电量。

Description

一种无人机动力电源切换电路板及其切换方法
技术领域
本发明涉及动力电源切换技术领域，尤其是一种无人机动力电源切换电路板及其切换方法。
背景技术
无人驾驶飞机简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人的飞行器，无人机从技术角度定义还可分为无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、复合翼无人机等，与传统的载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便等特点，且与载人飞机相比，无人机更适合“肮脏或危险”的任务，所以，无人机被广泛应用于航拍、农业、植保、灾难救援、电力巡检等领域，大大拓展了无人机本身的用途，但是，现在的复合翼无人机在多轴模式下，起降时耗电量会急剧上升，若使用单组动力电池，则在多轴模式下起降严重影响固定翼模式下的续航能力。
所以，为了解决上述的无人机耗电量剧增的问题，就需设计一种可以人工或自动切换电池组的电源切换电路板。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以自动和手动切换动力电源的电路板及切换方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种无人机动力电源切换电路板，包括底板，还包括位于所述底板上的主控板，所述主控板上安装有若干个主控芯片，位于所述底板上平面的一侧设置有巡航动力电池组正极、巡航动力电池组负极、起降动力电池组负极和起降动力电池组正极，所述底板上平面的另一侧设置有电源输出正极和电源输出负极，所述主控板还电性连接有PWM信号输入端和PWM信号接地端。
优选的，所述的巡航动力电池组正极和巡航动力电池组负极电性连接有巡航动力电池组指示灯，所述的起降动力电池组负极和起降动力电池组正极电性连接有起降动力电池组指示灯，所述的电源输出正极和电源输出负极电性连接有系统状态指示灯。
优选的，位于所述的底板上且与所述主控板连接的有FAN高电平端和FAN接地端。
优选的，所述的底板下平面还设置有若干个电容和若干个电阻。
优选的，所述的巡航动力电池组正极、巡航动力电池组负极、起降动力电池组负极和起降动力电池组正极均电性连接所述主控板。
优选的，所述的动力电源切换电路板的最大输入电压为36V，正常开放环境下的工作温度为40°，最大的工作温度为85°，最大的输出电流为80A，所述的巡航动力电池组正极和起降动力电池组正极的最低电压均为10V。
一种无人机动力电源切换电路板的切换方法：
第一步，电池接口上电，主控芯片实时监测当前电池组的电压值，如当前电池组的电压突降至10V以下时，则当前连接的电池组电源断开连接，并自动切换至另一个电池组，如当前电池组电压处于正常状态时，则进行第二步；
第二步，PWM信号的脉宽常态是1500us，范围是1000us-2000us，当PWM信号输入端输入的PWM信号大于1800us并且小于2200us时，进行第三步，当PWM信号输入端输入的PWM信号大于800us并且小于1200us时，则进行第四步，当PWM信号输入端输入的PWM信号不在800us-2200us的范围内时，则进行第五步；
第三步，将电源切换至起降动力电池组正极和起降动力电池组负极，并且起降动力电池组指示灯亮起；
第四步，将电源切换至巡航动力电池组正极和巡航动力电池组负极，并且巡航动力电池组指示灯亮起；
第五步，系统状态指示灯快速闪烁，提示工作人员当前电池组发生故障或是尚未连接。
本发明的优点和积极效果是：
本发明为集成电路板，体积较小，便于安装，可以支持两组动力电源，一组动力电源为小容量高放电能力电池组为多轴起降模式供电，另一组为大容量普通放电能力电池组为固定翼巡航模式供电，既可保证固定翼模式下的续航能力，同时也保证了多轴模式下的起降的安全性，并且还设置有断电保护机制，当电池组电压突降至10V以下时，可自动切换至另一组电池组以保证正常供电，也可以随时根据具体需求来手动切换电池组供电，如此，通过两组电池组的不同环境下的自由切换，可以减少起降时的耗电量，同时也提高了固定翼模式下的续航时间。
附图说明
图1是本发明的正视结构示意图；
图2是本发明的后视结构示意图；
图3是本发明的电池组切换系统图；
图4是本发明的电池组切换系统方法的步骤示意图。
图中：1、巡航动力电池组正极；2、巡航动力电池组指示灯；3、主控板；4、系统状态指示灯；5、电源输出正极；6、电源输出负极；7、起降动力电池组指示灯；8、起降动力电池组正极；9、起降动力电池组负极；10、巡航动力电池组负极；11、PWM信号输入端；12、PWM信号接地端；13、电容；14、电阻；15、底板；16、主控芯片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
如图1和图2所示，本发明所述的一种无人机动力电源切换电路板，包括底板15，所述底板15上设置有主控板3，所述主控板3上还安装有若干个主控芯片16，所述主控芯片16主要用于控制两个电池组，即起降动力电池组和巡航动力电池组的互相切换电源以使耗电量维稳到一定范围内，增加其续航时间。位于所述底板15上平面的一侧设置有巡航动力电池组正极1、巡航动力电池组负极10、起降动力电池组负极9和起降动力电池组正极8，所述的巡航动力电池组正极1、巡航动力电池组负极10、起降动力电池组负极9和起降动力电池组正极8均电性连接所述主控板3。所述的起降动力电池组负极9和起降动力电池组正极8是起降动力电池组的电流流入和流出端，当电源接到起降动力电池组负极9和起降动力电池组正极8时，表明当前电池组为起降动力电池组，小容量高放电能力的起降动力电池组主要为多轴起降模式供电。所述的巡航动力电池组正极1和巡航动力电池组负极10是巡航动力电池组的电流流出和流入端，当电源接到巡航动力电池组正极1和巡航动力电池组负极10时，表明当前电池组为巡航动力电池组，大容量普通放电的巡航动力电池组主要为固定翼巡航模式供电。所述底板15上平面的另一侧设置有电源输出正极5和电源输出负极6，所述的电源输出正极5和电源输出负极6用于当前电池组的电能输出，为无人机提供持续的电能输送以保证无人机安全执行任务。所述主控板3还电性连接有PWM信号输入端11和PWM信号接地端12，主要用于采集PWM脉宽信号，通过检测的PWM脉宽信号来决定用哪一组电池组。
所述的巡航动力电池组正极1和巡航动力电池组负极10电性连接有巡航动力电池组指示灯2，所述的起降动力电池组负极9和起降动力电池组正极8电性连接有起降动力电池组指示灯7，巡航动力电池组指示灯2和起降动力电池组指示灯7用于表明当前所用的电池组。所述的电源输出正极5和电源输出负极6电性连接有系统状态指示灯4，系统状态指示灯4表明动力电源切换电路板的运行状态，当其正常工作时系统状态指示灯4慢闪，当动力电源切换电路板的任何一块电池组出现低于阈值电压或故障时，系统状态指示灯4则快速闪烁。
此外，位于所述的底板15上且与所述主控板3连接的有FAN高电平端和FAN接地端，所述的底板15下平面还设置有若干个电容13和若干个电阻14，设置电容13和电阻14是用于维持整个电路系统的正常运行，稳压和整流。所述的动力电源切换电路板的最大输入电压为36V，正常开放环境下的工作温度为40°，最大的工作温度为85°，最大的输出电流为80A，所述的巡航动力电池组正极1和起降动力电池组正极8的最低电压均为10V。
具体实施时，如图3和图4所示，一种无人机动力电源切换电路板的切换方法如下：
第一步，电池接口上电，主控芯片16实时监测当前电池组的电压值，如当前电池组的电压突降至10V以下时，则当前连接的电池组电源断开连接，并自动切换至另一个电池组，如当前电池组电压处于正常状态时，则进行第二步；
第二步，PWM信号的脉宽常态是1500us，范围是1000us-2000us，当PWM信号输入端11输入的PWM信号大于1800us并且小于2200us时，进行第三步，当PWM信号输入端11输入的PWM信号大于800us并且小于1200us时，则进行第四步，当PWM信号输入端11输入的PWM信号不在800us-2200us的范围内时，则进行第五步；
第三步，将电源切换至起降动力电池组正极8和起降动力电池组负极9，并且起降动力电池组指示灯7亮起；
第四步，将电源切换至巡航动力电池组正极1和巡航动力电池组负极10，并且巡航动力电池组指示灯2亮起；
第五步，系统状态指示灯4快速闪烁，提示工作人员当前电池组发生故障或是尚未连接。
本发明可以支持两组动力电源，一组动力电源为小容量高放电能力电池组为多轴起降模式供电，另一组为大容量普通放电能力电池组为固定翼巡航模式供电，既可保证固定翼模式下的续航能力，同时也保证了多轴模式下的起降的安全性，并且还设置有断电保护机制，当电池组电压突降至10V以下时，可自动切换至另一组电池组以保证正常供电，也可以随时根据具体需求来手动切换电池组供电，如此，通过两组电池组的不同环境下的自由切换，可以减少起降时的耗电量，同时也提高了固定翼模式下的续航时间。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种无人机动力电源切换电路板，包括底板(15)，其特征在于，还包括位于所述底板(15)上的主控板(3)，所述主控板(3)上安装有若干个主控芯片(16)，位于所述底板(15)上平面的一侧设置有巡航动力电池组正极(1)、巡航动力电池组负极(10)、起降动力电池组负极(9)和起降动力电池组正极(8)，所述底板(15)上平面的另一侧设置有电源输出正极(5)和电源输出负极(6)，所述主控板(3)还电性连接有PWM信号输入端(11)和PWM信号接地端(12)。
2.根据权利要求1所述的一种无人机动力电源切换电路板，其特征在于：所述的巡航动力电池组正极(1)和巡航动力电池组负极(10)电性连接有巡航动力电池组指示灯(2)，所述的起降动力电池组负极(9)和起降动力电池组正极(8)电性连接有起降动力电池组指示灯(7)，所述的电源输出正极(5)和电源输出负极(6)电性连接有系统状态指示灯(4)。
3.根据权利要求1所述的一种无人机动力电源切换电路板，其特征在于：位于所述的底板(15)上且与所述主控板(3)连接的有FAN高电平端和FAN接地端。
4.根据权利要求1所述的一种无人机动力电源切换电路板，其特征在于：所述的底板(15)下平面还设置有若干个电容(13)和若干个电阻(14)。
5.根据权利要求1所述的一种无人机动力电源切换电路板，其特征在于：所述的巡航动力电池组正极(1)、巡航动力电池组负极(10)、起降动力电池组负极(9)和起降动力电池组正极(8)均电性连接所述主控板(3)。
6.根据权利要求1所述的一种无人机动力电源切换电路板，其特征在于：所述的动力电源切换电路板的最大输入电压为36V，正常开放环境下的工作温度为40°，最大的工作温度为85°，最大的输出电流为80A，所述的巡航动力电池组正极(1)和起降动力电池组正极(8)的最低电压均为10V。
7.一种无人机动力电源切换电路板的切换方法，其特征在于：
第一步，电池接口上电，主控芯片(16)实时监测当前电池组的电压值，如当前电池组的电压突降至10V以下时，则当前连接的电池组电源断开连接，并自动切换至另一个电池组，如当前电池组电压处于正常状态时，则进行第二步；
第二步，PWM信号的脉宽常态是1500us，范围是1000us-2000us，当PWM信号输入端(11)输入的PWM信号大于1800us并且小于2200us时，进行第三步，当PWM信号输入端(11)输入的PWM信号大于800us并且小于1200us时，则进行第四步，当PWM信号输入端(11)输入的PWM信号不在800us-2200us的范围内时，则进行第五步；
第三步，将电源切换至起降动力电池组正极(8)和起降动力电池组负极(9)，并且起降动力电池组指示灯(7)亮起；
第四步，将电源切换至巡航动力电池组正极(1)和巡航动力电池组负极(10)，并且巡航动力电池组指示灯(2)亮起；
第五步，系统状态指示灯(4)快速闪烁，提示工作人员当前电池组发生故障或是尚未连接。
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