CN111355291B - 基于单片机的小型无人机无线充电系统 - Google Patents

基于单片机的小型无人机无线充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明的基于单片机的小型无人机无线充电系统属于电子设备的技术领域。其结构有其结构有电源管理电路(1)、光耦隔离电路(8)、第一D/A转换电路(9)、第二D/A转换电路(10)、单片机(11)和输出矩阵(12)；所述的输出矩阵(12)中包含n个输出通道，每个输出通道包括电压调节电路(2)、能量发射电路(3)、电流检测放大电路(4)、信号整形电路(5)、输出自动控制电路(6)、电桥驱动电路(7)。本发明基于单片机控制，具有较强的功能扩展性，并且可以同时为多个无人机进行无线充电，使用方便，输出通道中的能量发射模块始终工作在最佳的电压，提高了发射模块的效率。

Description

基于单片机的小型无人机无线充电系统
技术领域
本发明属于电子设备的技术领域，尤其涉及一种基于单片机的小型无人机无线充电发射系统。
背景技术
“无人机”即“无人驾驶飞机”，广义上为不需要驾驶员登机驾驶的各式遥控飞行器。无人机因其飞行速度快、打击目标准等良好性能，最早被应用于军事。二十世纪九十年代后，随着微机电系统(MEMS)技术的迅速发展及单片机性能的不断提升，搭载了小型惯性导航系统的多旋翼无人机问世。由此掀开了无人机小型化、民用化的革命浪潮。近年来，无人机逐渐被应用于航拍摄影，快递物流，环境监控，设备巡检等方面。目前我国国内小型无人机的市场发展迅速，小型无人机的应用场景也在不断拓宽。然而，目前市面上的无人机大多采用人工有线充电的方式，当无人机在户外进行作业时充电极为不便，这在一定程度上限制了无人机的大规模使用。同时，近年来无线充电技术不断成熟，并在汽车、手机及小型家电设备上得到了一定范围内的成功应用。相比于有线能量传输方式，无线充电不受空间限制，且无接插环节、无裸漏导体，更加适合为小型无人机供能。
与本申请最接近的现有技术有：申请号为公开号为CN110789369的中国专利“一种基于无线充电的无人机充电平台及充电方法”在线圈电磁优化等方面做出了创新；申请号为2018108887219的中国专利“一种电抗自适应无线能量发射系统”对无线充电发射系统在阻抗匹配等方面做出了一些的改进。但上述专利也存在一定的缺点：1.所采用的高频逆变电路为固定电压进行供电，而接收端反射到发射系统的等效阻抗则是千变万化的，当反射阻抗变小时，会导致逆变电流增大，从而对系统构成威胁甚至造成损坏，反之当反射阻抗变大时，则会导致逆变电流减小，造成充电功率过小，减慢充电速度。另一方面，当负载完全消失(如充满或将充电的设备移开)时系统不会自动停止发射能量，根据互感耦合理论，发射系统反而会最大功率发射能量，造成能量的损失和系统的损坏。2.上述无线充电器结构扩展性较差，一个充电器只能为单个待充电的无人机设备进行充能，不适用于小型无人机等需大规模充电的使用场景。
综上，现有的无人机充电发射系统仍有进一步的改进空间。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种基于单片机控制的适用于小型无人机的无线充电发射系统，针对现有技术进行改进，进一步提高效率、扩展接收系统的最大容量、提高系统的工作可靠性。
本发明的具体的技术方案是：一种基于单片机的小型无人机无线充电系统，其结构有电源管理电路1、光耦隔离电路8、第一D/A转换电路9、第二D/A转换电路10、单片机11和输出矩阵12；所述的电源管理电路1的输出端给所有模块提供直流电源，其输入端与市电相连；单片机11的输出端分别与光耦隔离电路8的输入端、第一D/A转换电路9的输入端以及第二D/A转换电路10的输入端相连，光耦隔离电路8将单片机11产生的PWM信号进行光耦隔离后为输出矩阵12中的各输出通道提供时序控制信号，第一D/A转换电路9、第二D/A转换电路10分别为输出矩阵12中的各输出通道提供两路基准电压；其特征在于，所述的输出矩阵12中包含n个输出通道，n为2～8的整数，每个输出通道具有相同的电路结构，每个输出通道包括电压调节电路2、能量发射电路3、电流检测放大电路4、信号整形电路5、输出自动控制电路6、电桥驱动电路7；其中，电压调节电路2的输出端与能量发射电路3的输入端以及输出自动控制电路6的输入端相连，能量发射电路3的输出端与电流检测放大电路4的输入端相连，电流检测放大电路4的输出端与信号整形电路5的输入端相连，信号整形电路5的输出端与电压调节电路2的一个输入端相连，电压调节电路2的另一个输入端与第一D/A转换电路9的输出端相连，输出自动控制电路6的一个输入端与第二D/A转换电路10的输出端相连，另一个输入端与电压调节电路2的输出端相连，输出端与电桥驱动电路7的一个输入端相连，电桥驱动电路7的另一个输入端与光耦隔离电路8的输出端相连，输出端与能量发射电路3的输入端相连；
所述电源管理电路1的结构为，变压器T1的输入端与市电相连，三个输出端分别与整流桥D101、整流桥D102的输入端相连；整流桥D101的输出端负极接电解电容C101的负极并接地，整流桥D101的输出端正极接电解电容C101的正极并作为所述的电源管理电路1的第一输出端，记为端口HV_out，为电压调节电路2供电；整流桥D102的输出端负极接电解电容C102的负极并接地，整流桥D102的输出端正极接电解电容C102的正极并与芯片LM7812的1端口相连，还与电容C103的一端相连，电容C103的另一端与芯片LM7812的2端口相连并接地，电容C14的一端接地，另一端与芯片LM7812的3端口相连，并与电阻R2的一端相连，作为所述的电源管理电路1的第二输出端，记为端口P_out1，为系统中各模块提供电源VDD，电阻R2的另一端与电阻R1的一端及运放U1A的同相输入端相连，电阻R1的另一端接地，运放U1A的反相输入端与输出端相连，作为所述的电源管理电路1的第三输出端，记为端口P_out2，为系统提供电源VDD/2；
所述电压调节电路2的结构为，运算放大器U3.1的同相输入端与电阻R8一端以及R9一端相连，运算放大器U3.1的反相输入端与电容C3一端、电阻R7一端以及运算放大器U4.2的反相输入端相连，电阻R7的另一端与运算放大器U3.1的输出端以及电阻R9的另一端相连，电容C3的另一端与电阻R8的另一端相连并接电源VDD/2；运算放大器U4.2的输出端与场效应管Q2的栅极相连，运算放大器U4.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U4.2的负电源端接地，场效应管Q2的源极与二极管D2的阴极以及电感L2一端相连，场效应管Q2的漏极作为电压调节电路2的电压输入端，记为端口HV_in，与电源管理电路1的端口HV_out相连；电感L2的另一端与电解电容C4的正极相连，并作为电压调节电路2的补偿输出端，记为端口ADV_out，分别与能量发射电路3的端口ADV_in1以及输出自动控制电路6的端口ADV_in2相连；电解电容C4的负极与二极管D2的阳极相连并接地；运算放大器U18.1的同相输入端与电阻R41一端以及R42一端相连，运算放大器U18.1的反相输入端与电阻R39一端、电阻R40一端相连，电阻R39的另一端与运算放大器U18.1的输出端以及运算放大器U4.2的同相输入端相连，单片机11的输出端与第一D/A转换电路9的输入端相连，第一D/A转换电路19的输出端与电阻R40的另一端相连，用以提供基准电压1；电阻R42的另一端作为电压调节电路的取样输入端，记为端口ReshapeV_in，与信号整形电路5的端口ReshapeV_out相连；电阻R42的另一端接电源VDD/2；
所述能量发射电路3的结构为，场效应管Q3的栅极作为能量发射电路3的第一个驱动端，记为端口Drv_in1，与电桥驱动电路7的端口Drv_out1相连；场效应管Q3的源极分别与场效应管Q4的漏极以及电容C5一端相连，并作为能量发射电路3的第二个驱动端，记为端口Drv_in2，与电桥驱动电路7的端口Drv_out2相连；场效应管Q4的栅极与R10一端相连，并作为能量发射电路3的第三个驱动端，记为端口Drv_in3，与电桥驱动电路7的端口Drv_out3相连；场效应管Q5的栅极作为能量发射电路3的第四个驱动端，记为端口Drv_in4，与电桥驱动电路7的端口Drv_out4相连；场效应管Q5的源极分别与场效应管Q6的漏极以及电感L3一端相连，并作为能量发射电路3的第五个驱动端，记为端口Drv_in5，与电桥驱动电路7的端口Drv_out5相连，电感L3的另一端与电容C5的另一端相连；场效应管Q6的栅极与电阻R11一端相连，并作为能量发射电路3的第六个驱动端，记为端口Drv_in6，与电桥驱动电路7的端口Drv_out6相连；电阻R11的另一端分别与电阻R10的另一端、场效应管Q4的源极以及场效应管Q6的源极相连，并作为能量发射电路3的取样输出端，记为端口SampV_out，与电流检测放大电路4的端口SampV_in相连；场效应管Q3的漏极与场效应管Q5的漏极相连，并作为能量发射电路3的补偿输入端，记为端口ADV_in1，与电压调节电路2的端口ADV_out相连；
所述电流检测放大电路4的结构为，运算放大器U6.2的同相输入端与电阻RS1一端相连，并作为电流检测放大电路4的取样输入端，记为端口SampV_in,与能量发射电路3的端口SampV_out相连，运算放大器U6.2的反相输入端分别与电阻R12一端、电阻R13一端、可变电阻W2一端以及可变电阻W2活动触点相连，运算放大器U6.2的输出端与电阻R12的另一端相连，并作为电流检测放大电路4的放大输出端，记为端口AmpV_out，与信号整形电路5的端口AmpV_in相连；可变电阻W2的另一端分别与电阻R14一端、电阻R15一端以及运算放大器U5.1的反相输入端相连，电阻R14的另一端分别与电阻R13的另一端以及运算放大器U5.1的输出端相连，R15的另一端接电源VDD/2，运算放大器U5.1的同相输入端分别与运算放大器U5.1的负电源端以及电阻RS1的另一端相连并接地，运算放大器U5.1的正电源端接电源VDD；
所述信号整形电路5的结构为，运算放大器U7.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U7.2的负电源端接地，运算放大器U7.2的反相输入端分别与电阻R17一端以及电容C7一端相连，运算放大器U7.2的同相输入端与电容C6一端相连并接地，电容C6的另一端分别与电阻R16一端、电阻R17的另一端以及电阻R18一端相连，电阻R16的另一端作为信号整形电路5的电压输入端，记为端口AmpV_in，与电流检测放大电路4的端口AmpV_out相连；电阻R18的另一端分别与电容C7的另一端、电阻R19一端以及运算放大器U7.2的输出端相连；运算放大器U8.1的反相输入端分别与电阻R20一端以及电容C9一端相连，运算放大器U8.1的同相输入端与电容C8一端相连并接地，电容C8的另一端分别与电阻R21一端、电阻R20的另一端以及电阻R19另一端相连；电阻R21的另一端分别与电容C9的另一端以及运算放大器U8.1的输出端相连，并作为信号整形电路5的整形输出端，记为端口ReshapeV_out，与电压调节电路2的端口ReshapeV_in相连；
所述输出自动控制电路6的结构为，运算放大器U9.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U9.2的负电源端接地，单片机11的输出端与第二D/A转换电路10的输入端相连，第二D/A转换电路10的输出端与运算放大器U9.2的反相输入端相连，用以提供基准电压2；运算放大器U9.2的同相输入端与稳压二极管D3的阴极以及电阻R22一端相连，稳压二极管D5的阳极接地，电阻R22的另一端作为输出自动控制电路6的补偿输入端，记为端口ADV_in2，与电压调节电路2的端口ADV_out相连；运算放大器U9.2的输出端与三极管Q7的基极相连，三极管Q7的集电极接电源VDD，发射极分别与电阻R23一端、电阻R24一端以及三极管Q8的发射极相连，电阻R23的另一端与电容C10一端以及反相器U12.4的输入端相连，电阻R24的另一端以及电容C10的另一端接地，反相器U12.4的输出端与D触发器U10.1的时钟信号端Cp相连，D触发器U10.1的触发信号端D分别与清零端Cd以及电容C11一端相连并接地，电容C11的另一端分别与二极管D4的阳极、电阻R25一端以及D触发器U10.1的预置端Sd相连，二极管D4的阴极与电阻R25的另一端以及D触发器U10.1的反相位输出端Q非相连，D触发器U10.1的同相位输出端Q分别与D触发器U11.2的时钟信号端Cp以及反相器U14.2的输入端相连，反相器U14.2的输出端作为输出自动控制电路6的控制输出端，记为端口CtrlV_out，与电桥驱动电路7的端口CtrlV_in相连；D触发器U11.2的触发信号端D分别与D触发器U11.2的清零端Cd及电容C12一端相连，电容C12的另一端与二极管D5的阳极、电阻R26一端以及D触发器U11.2的预置端Sd相连，二极管D5的阴极分别与电阻R26的另一端、D触发器U11.2的反相位输出端Q非相连，D触发器U11.2的同相位输出端Q与反相器U13.1的输入端相连，反相器U13.1的输出端与三极管Q8的基极相连，三极管Q8的集电极接电源VDD；
所述电桥驱动电路7的结构为，电桥驱动器U15的电压输入端VCC以及电容C13一端接电源VDD，电容C13的另一端以及电桥驱动器U15的COM端接地，电桥驱动器U15的高电平输入端HIN分别与场效应管Q9的漏极以及电桥驱动器U16的低电平输入端LIN相连，并作为电桥驱动电路7的第一个控制输入端，记为端口TsV_in1,与光耦隔离电路8的端口TsV_out1相连，电桥驱动器U15的VB端分别与二极管D6的阴极以及电容C15一端相连，电桥驱动器U15的VS端分别与电容C15的另一端以及电阻R30一端相连，并作为电桥驱动电路7的第二个输出端，记为端口Drv_out2，与能量发射电路3的端口Drv_in2相连，电桥驱动器U15的高电平输出端HO与电阻R29一端相连，电阻R29的另一端与电阻R30的另一端相连，并作为电桥驱动电路7的第一个输出端，记为端口Drv_out1，与能量发射电路3的端口Drv_in1相连，二极管D6的阳极与电阻R27一端相连，电阻R27的另一端接电源VDD，电桥驱动器U15的低电平输出端LO与电阻R31一端相连，电阻R31的另一端作为电桥驱动电路7的第三个输出端，记为端口Drv_out3，与能量发射电路3的端口Drv_in3相连；电桥驱动器U16的电压输入端VCC以及电容C14一端接电源VDD，电容C14的另一端以及电桥驱动器U16的COM端接地，电桥驱动器U16的高电平输入端HIN分别与场效应管Q10的漏极以及电桥驱动器U15的低电平输入端LIN相连，并作为电桥驱动电路7的第二个控制输入端，记为端口TsV_in2,与光耦隔离电路8的端口TsV_out2相连，电桥驱动器U16的VB端分别与二极管D7的阴极以及电容C16一端相连，电桥驱动器U16的VS端分别与电容C16的另一端以及电阻R33一端相连，并作为电桥驱动电路7的第五个输出端，记为端口Drv_out5，与能量发射电路3的端口Drv_in5相连，电桥驱动器U16的高电平输出端HO与电阻R32一端相连，电阻R32的另一端与电阻R33的另一端相连，并作为电桥驱动电路7的第四个输出端，记为端口Drv_out4，与能量发射电路3的端口Drv_in4相连，二极管D7的阳极与电阻R28一端相连，电阻R28的另一端接电源VDD，电桥驱动器U16的低电平输出端LO与电阻R34一端相连，电阻R34的另一端作为电桥驱动电路7的第六个输出端，记为端口Drv_out6，与能量发射电路3的端口Drv_in6相连；场效应管Q9的源极以及场效应管Q10的源极接地，场效应管Q9的栅极与场效应管Q10的栅极相连并作为电桥驱动电路7的第三个控制输入端，记为端口CtrlV_in，与输出自动控制电路6的端口CtrlV-out相连；
所述光耦隔离电路8的结构为，单片机11分别与电阻R35一端以及电阻R36一端相连，电阻R35的另一端与光电耦合器U17的输入端VF1+相连，电阻R36的另一端与光电耦合器U17的输入端VF2+相连，光电耦合器U17的电压输入端VCC接电源VDD，光电耦合器U17的VF1-端与光电耦合器U17的VF2-端相连并接地，光电耦合器U17的输出端VO1与电阻R37一端相连，并作为光耦隔离电路8的第一个控制输出端，记为端口TsV_out1，与电桥驱动电路7的端口TsV_in1相连；光电耦合器U17的输出端VO2与电阻R38一端相连，并作为光耦隔离电路8的第二个控制输出端，记为端口TsV_out2，与电桥驱动电路7的端口TsV_in2相连；光电耦合器U17的接地端GND与电容C17一端相连并接地，电容C17的另一端分别与电阻R37的另一端以及电阻R38的另一端相连并接电源VDD。
所述电压调节电路2中，电容优选值：电容C3为2nF，电解电容C4为100μF；电感L2优选值22μH；电阻优选值:电阻R7为910Ω，电阻R8、R9、R39、R40、R41、R42为10kΩ。
所述信号整形电路5中，电容优选值：电容C6为240nF，电容C7、C9为100nF，电容C8为1.4μF；电阻优选值：电阻R16、R18为15kΩ，电阻R17为7.5kΩ,电阻R19、R21为6kΩ，电阻R20为3kΩ。
所述输出自动控制电路6中，电容优选值：电容C10为200nF，电容C11为1μF，C12为100nF；电阻优选值：电阻R22为20kΩ，电阻R23为10kΩ，电阻R24为2kΩ，电阻R25为1MΩ，电阻R26为100kΩ。
有益效果：
1、本发明可以同时为多个无人机进行无线充电，使用方便。
2、本发明通过电压调节电路，使输出通道中的能量发射模块始终工作在最佳的电压，提高了发射模块的效率。
3、本发明通过输出自动控制电路，使能量发射模块在空载时自动断电，且在有负载时自动启动，提高了可靠性和便利性。
4、本发明基于单片机控制，具有较强的功能扩展性。
5、本发明利用光耦隔离技术，避免了功率电路对单片机系统的干扰。
附图说明
图1是本发明的总体结构框图。
图2是单个输出通道的结构框图。
图3是电源管理电路的原理电路图。
图4是电压调节电路的原理电路图。
图5是能量发射电路的原理电路图。
图6是电流检测放大电路的原理电路图。
图7是信号整形电路的原理电路图。
图8是输出自动控制的原理电路图。
图9是电桥驱动电路的原理电路图。
图10是光耦隔离电路的原理电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方案作进一步说明。
实施例1本发明的总体结构
如图1所示，本发明的一种小型无人机无线充电发射系统，其结构有电源管理电路1、光耦隔离电路8、第一D/A转换电路9、第二D/A转换电路10、单片机11、输出矩阵12。所述的输出矩阵10中包含若干个电路输出通道(根据实际需求可以取2～8个)。所述的电源管理电路1的输出端给所有模块提供直流电源，其输入端与市电相连；单片机11的输出端分别与光耦隔离电路8的输入端、第一D/A转换电路9的输入端以及第二D/A转换电路10的输入端相连。光耦隔离电路8、第一D/A转换电路9以及第二D/A转换电路10作为输入端与输出矩阵12中的各输出通道电路相连。单片机11通过光耦隔离电路8为各输出通道提供PWM时序信号，通过第一D/A转换电路9为各输出通道提供第一基准电压信号，通过第二D/A转换电路10为各输出通道提供第二基准电压信号。
实施例2各输出通道的构成
系统中的输出矩阵10中的各个输出通道具有相同的结构，每个输出通道可为一个无人机进行无线充电，图2所示为单个输出通道的结构框图，单个输出通道的结构包括电压调节电路2、能量发射电路3、电流检测放大电路4、信号整形电路5、输出自动控制电路6、电桥驱动电路7。第一D/A转换电路9的输出端及信号整形电路5的输出端与电压调节电路2的输入端相连，第二D/A转换电路10的输出端与输出自动控制电路6的输入端相连，电压调节电路2的输出端与能量发射电路3的输入端以及输出自动控制电路6的输入端相连，能量发射电路3的输出端与电流检测放大电路4的输入端相连，电流检测放大电路4的输出端与信号整形电路5的输入端相连，输出自动控制电路6的输出端与电桥驱动电路7相连，电桥驱动电路7的输出端与能量发射电路3的输入端相连，电桥驱动电路7受光耦隔离电路8的输出端控制。
实施例3电源管理电路
所述的电源管理电路1的结构如图3所示：变压器T1的输入端与市电相连，三个输出端分别与整流桥D101、整流桥D102的输入端相连；整流桥D101的输出端负极接电解电容C101的负极并接地，整流桥D101的输出端正极接电解电容C101的正极并作为所述的电源管理电路1的第一输出端，记为端口HV_out，为电压调节电路2供电；整流桥D102的输出端负极接电解电容C102的负极并接地，整流桥D102的输出端正极接电解电容C102的正极并与芯片LM7812的1端口相连，还与电容C103的一端相连，电容C103的另一端与芯片LM7812的2端口相连并接地，电容C14的一端接地，另一端与芯片LM7812的3端口相连，并与电阻R2的一端相连，作为所述的电源管理电路1的第二输出端，记为端口P_out1，为系统中各模块提供电源VDD，电阻R2的另一端与电阻R1的一端及运放U1A的同相输入端相连，电阻R1的另一端接地，运放U1A的反相输入端与输出端相连，作为所述的电源管理电路1的第三输出端，记为端口P_out2，为系统提供电源VDD/2。
电源管理电路1将220V市电转换成3种不同的直流电压提供给系统各模块：用于给电压调节电路提供大功率的48V电压，通过端口HV_out输出；用于给各模块中模拟电路提供+5V供电的VDD，通过端口P_out1输出；用于给各模块提供2.5V供电的VDD/2，通过端口P_out2输出。
实施例4电压调节电路
所述的电压调节电路2的结构如图4所示：运算放大器U3.1的同相输入端与电阻R8一端以及R9一端相连，运算放大器U3.1的反相输入端与电容C3一端、电阻R7一端以及运算放大器U4.2的反相输入端相连，电阻R7的另一端与运算放大器U3.1的输出端以及电阻R9的另一端相连，电容C3的另一端与电阻R8的另一端相连并接电源VDD/2；运算放大器U4.2的输出端与场效应管Q2的栅极相连，运算放大器U4.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U4.2的负电源端接地，场效应管Q2的源极与二极管D2的阴极以及电感L2一端相连，场效应管Q2的漏极作为电压调节电路2的电压输入端，记为端口HV_in，与电源管理电路1的端口HV_out相连；电感L2的另一端与电解电容C4的正极相连，并作为电压调节电路2的补偿输出端，记为端口ADV_out，分别与能量发射电路3的端口ADV_in1以及输出自动控制电路6的端口ADV_in2相连；电解电容C4的负极与二极管D2的阳极相连并接地；运算放大器U18.1的同相输入端与电阻R41一端以及R42一端相连，运算放大器U18.1的反相输入端与电阻R39一端、电阻R40一端相连，电阻R39的另一端与运算放大器U18.1的输出端以及运算放大器U4.2的同相输入端相连，单片机11的输出端与第一D/A转换电路9的输入端相连，第一D/A转换电路19的输出端与电阻R40的另一端相连，用以提供基准电压1；电阻R42的另一端作为电压调节电路的取样输入端，记为端口ReshapeV_in，与信号整形电路5的端口ReshapeV_out相连；电阻R42的另一端接电源VDD/2。
电压调节电路2将电流检测放大电路6检测的电流值(反映了有效负载的大小，并通过信号整形电路5进行整形)与单片机11设定的参考值(通过第一D/A转换电路进行转换)进行比较求差，然后根据此差值将HV-in端口接收到的48V电压(由电源管理电路1提供)转换成与实际负载匹配的电压后通过端口ADV-out输出至能量发射电桥3，作为能量发射电桥3的工作电压，以使能量发射电桥3工作于稳定的电流状态。
实施例5能量发射电路
所述的能量发射电路3的结构如图5所示：场效应管Q3的栅极作为能量发射电路3的第一个驱动端，记为端口Drv_in1，与电桥驱动电路7的端口Drv_out1相连；场效应管Q3的源极分别与场效应管Q4的漏极以及电容C5一端相连，并作为能量发射电路3的第二个驱动端，记为端口Drv_in2，与电桥驱动电路7的端口Drv_out2相连；场效应管Q4的栅极与R10一端相连，并作为能量发射电路3的第三个驱动端，记为端口Drv_in3，与电桥驱动电路7的端口Drv_out3相连；场效应管Q5的栅极作为能量发射电路3的第四个驱动端，记为端口Drv_in4，与电桥驱动电路7的端口Drv_out4相连；场效应管Q5的源极分别与场效应管Q6的漏极以及电感L3一端相连，并作为能量发射电路3的第五个驱动端，记为端口Drv_in5，与电桥驱动电路7的端口Drv_out5相连，电感L3的另一端与电容C5的另一端相连；场效应管Q6的栅极与电阻R11一端相连，并作为能量发射电路3的第六个驱动端，记为端口Drv_in6，与电桥驱动电路7的端口Drv_out6相连；电阻R11的另一端分别与电阻R10的另一端、场效应管Q4的源极以及场效应管Q6的源极相连，并作为能量发射电路3的取样输出端，记为端口SampV_out，与电流检测放大电路4的端口SampV_in相连；场效应管Q3的漏极与场效应管Q5的漏极相连，并作为能量发射电路3的补偿输入端，记为端口ADV_in1，与电压调节电路2的端口ADV_out相连。
能量发射电路3在单片机提供的PWM时序(50kHz)的控制下将电压调节电路2提供的电压转换成振荡的正弦波电流流过电感L3(即发射线圈)，发射线圈将电流转换成变化的磁场能量进行发射，由无人机接收端的接收线圈接收，实现对无人机的无线充电。
实施例6电流检测放大电路
所述的电流检测放大电路4的结构如图6所示：运算放大器U6.2的同相输入端与电阻RS1一端相连，并作为电流检测放大电路4的取样输入端，记为端口SampV_in,与能量发射电路3的端口SampV_out相连，运算放大器U6.2的反相输入端分别与电阻R12一端、电阻R13一端、可变电阻W2一端以及可变电阻W2活动触点相连，运算放大器U6.2的输出端与电阻R12的另一端相连，并作为电流检测放大电路4的放大输出端，记为端口AmpV_out，与信号整形电路5的端口AmpV_in相连；可变电阻W2的另一端分别与电阻R14一端、电阻R15一端以及运算放大器U5.1的反相输入端相连，电阻R14的另一端分别与电阻R13的另一端以及运算放大器U5.1的输出端相连，R15的另一端接电源VDD/2，运算放大器U5.1的同相输入端分别与运算放大器U5.1的负电源端以及电阻RS1的另一端相连并接地，运算放大器U5.1的正电源端接电源VDD。
电流检测放大电路4通过取样电阻Rs对能量发射电路的工作电流进行采样并放大后输入至信号整形电路5。
实施例7信号整形电路
所述的信号整形电路5的结构如图7所示：运算放大器U7.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U7.2的负电源端接地，运算放大器U7.2的反相输入端分别与电阻R17一端以及电容C7一端相连，运算放大器U7.2的同相输入端与电容C6一端相连并接地，电容C6的另一端分别与电阻R16一端、电阻R17的另一端以及电阻R18一端相连，电阻R16的另一端作为信号整形电路5的电压输入端，记为端口AmpV_in，与电流检测放大电路4的端口AmpV_out相连；电阻R18的另一端分别与电容C7的另一端、电阻R19一端以及运算放大器U7.2的输出端相连；运算放大器U8.1的反相输入端分别与电阻R20一端以及电容C9一端相连，运算放大器U8.1的同相输入端与电容C8一端相连并接地，电容C8的另一端分别与电阻R21一端、电阻R20的另一端以及电阻R19另一端相连；电阻R21的另一端分别与电容C9的另一端以及运算放大器U8.1的输出端相连，并作为信号整形电路5的整形输出端，记为端口ReshapeV_out，与电压调节电路2的端口ReshapeV_in相连。
信号整形电路5对电流检测放大电路4输出的信号进行整形输出至电压调节电路2与基准电压进行比较。
实施例8输出自动控制电路
所述的输出自动控制电路6的结构如图8所示：运算放大器U9.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U9.2的负电源端接地，单片机11的输出端与第二D/A转换电路10的输入端相连，第二D/A转换电路10的输出端与运算放大器U9.2的反相输入端相连，用以提供基准电压2；运算放大器U9.2的同相输入端与稳压二极管D3的阴极以及电阻R22一端相连，稳压二极管D5的阳极接地，电阻R22的另一端作为输出自动控制电路6的补偿输入端，记为端口ADV_in2，与电压调节电路2的端口ADV_out相连；运算放大器U9.2的输出端与三极管Q7的基极相连，三极管Q7的集电极接电源VDD，发射极分别与电阻R23一端、电阻R24一端以及三极管Q8的发射极相连，电阻R23的另一端与电容C10一端以及反相器U12.4的输入端相连，电阻R24的另一端以及电容C10的另一端接地，反相器U12.4的输出端与D触发器U10.1的时钟信号端Cp相连，D触发器U10.1的触发信号端D分别与清零端Cd以及电容C11一端相连并接地，电容C11的另一端分别与二极管D4的阳极、电阻R25一端以及D触发器U10.1的预置端Sd相连，二极管D4的阴极与电阻R25的另一端以及D触发器U10.1的反相位输出端Q非相连，D触发器U10.1的同相位输出端Q分别与D触发器U11.2的时钟信号端Cp以及反相器U14.2的输入端相连，反相器U14.2的输出端作为输出自动控制电路6的控制输出端，记为端口CtrlV_out，与电桥驱动电路7的端口CtrlV_in相连；D触发器U11.2的触发信号端D分别与D触发器U11.2的清零端Cd及电容C12一端相连，电容C12的另一端与二极管D5的阳极、电阻R26一端以及D触发器U11.2的预置端Sd相连，二极管D5的阴极分别与电阻R26的另一端、D触发器U11.2的反相位输出端Q非相连，D触发器U11.2的同相位输出端Q与反相器U13.1的输入端相连，反相器U13.1的输出端与三极管Q8的基极相连，三极管Q8的集电极接电源VDD。
由实施例4的说明可知，当负载逐渐减小时，电压调节电路2输出的电压会逐渐减小，因此当负载完全消失时(即没有无人机充电或电已充满)电压调节电路2则会输出一个非常小的电压，输出自动控制电路6首先利用运放U9.2A对电压调节电路2输出的电压与用于判定空载的预设电压(由单片机11通过第二D/A转换电路10提供)进行比较，当电压调节电路2的输出电压小于预设电压时，则判定系统处于空载状态，由端口CtrlV-out输出高电平使得电桥驱动电路7中的场效应管Q9、Q10导通，以使端口TsV-in1、TsV-in2接收的PWM信号(由控制时序发生电路8提供)锁死到0，电桥驱动电路7停止工作，进而使能量发射电桥3停止发射能量，使系统进入待机状态，有效减小了能量损耗。输出自动控制电路6还具备自动启动功能，由D触发器U10.1、反相器U11.2等构成的延时反相结构会在系统待机时每间隔一定时间产生一个触发信号，使系统尝试上电检测，如果检测到有负载存在，则维持电路正常的发射状态，如果上电尝试后发现系统依然是空载的，则再次控制系统进入断电状态，此过程在待机过程中持续重复。尝试上电检测的持续时间由电阻R26和电容C12决定，而两次尝试所间隔的休眠时间由电阻R25和电容C11，由于R25远大于R26，C11远大于C12，因此在待机过程中系统消耗的功耗大大降低。
实施例9电桥驱动电路
所述的电桥驱动电路7的结构如图9所示：电桥驱动器U15的电压输入端VCC以及电容C13一端接电源VDD，电容C13的另一端以及电桥驱动器U15的COM端接地，电桥驱动器U15的高电平输入端HIN分别与场效应管Q9的漏极以及电桥驱动器U16的低电平输入端LIN相连，并作为电桥驱动电路7的第一个控制输入端，记为端口TsV_in1,与光耦隔离电路8的端口TsV_out1相连，电桥驱动器U15的VB端分别与二极管D6的阴极以及电容C15一端相连，电桥驱动器U15的VS端分别与电容C15的另一端以及电阻R30一端相连，并作为电桥驱动电路7的第二个输出端，记为端口Drv_out2，与能量发射电路3的端口Drv_in2相连，电桥驱动器U15的高电平输出端HO与电阻R29一端相连，电阻R29的另一端与电阻R30的另一端相连，并作为电桥驱动电路7的第一个输出端，记为端口Drv_out1，与能量发射电路3的端口Drv_in1相连，二极管D6的阳极与电阻R27一端相连，电阻R27的另一端接电源VDD，电桥驱动器U15的低电平输出端LO与电阻R31一端相连，电阻R31的另一端作为电桥驱动电路7的第三个输出端，记为端口Drv_out3，与能量发射电路3的端口Drv_in3相连；电桥驱动器U16的电压输入端VCC以及电容C14一端接电源VDD，电容C14的另一端以及电桥驱动器U16的COM端接地，电桥驱动器U16的高电平输入端HIN分别与场效应管Q10的漏极以及电桥驱动器U15的低电平输入端LIN相连，并作为电桥驱动电路7的第二个控制输入端，记为端口TsV_in2,与光耦隔离电路8的端口TsV_out2相连，电桥驱动器U16的VB端分别与二极管D7的阴极以及电容C16一端相连，电桥驱动器U16的VS端分别与电容C16的另一端以及电阻R33一端相连，并作为电桥驱动电路7的第五个输出端，记为端口Drv_out5，与能量发射电路3的端口Drv_in5相连，电桥驱动器U16的高电平输出端HO与电阻R32一端相连，电阻R32的另一端与电阻R33的另一端相连，并作为电桥驱动电路7的第四个输出端，记为端口Drv_out4，与能量发射电路3的端口Drv_in4相连，二极管D7的阳极与电阻R28一端相连，电阻R28的另一端接电源VDD，电桥驱动器U16的低电平输出端LO与电阻R34一端相连，电阻R34的另一端作为电桥驱动电路7的第六个输出端，记为端口Drv_out6，与能量发射电路3的端口Drv_in6相连；场效应管Q9的源极以及场效应管Q10的源极接地，场效应管Q9的栅极与场效应管Q10的栅极相连并作为电桥驱动电路7的第三个控制输入端，记为端口CtrlV_in，与输出自动控制电路6的端口CtrlV-out相连。
电桥驱动电路7利用MOS管驱动芯片U15、U16将单片机11输出的PWM信号提升至可驱动MOS管的级别，用于驱动能量发射电路3中Q3、Q4、Q5、Q6构成的MOS管电桥。
实施例10光耦隔离电路
所述的光耦隔离电路8的结构如图10所示：单片机11分别与电阻R35一端以及电阻R36一端相连，电阻R35的另一端与光电耦合器U17的输入端VF1+相连，电阻R36的另一端与光电耦合器U17的输入端VF2+相连，光电耦合器U17的电压输入端VCC接电源VDD，光电耦合器U17的VF1-端与光电耦合器U17的VF2-端相连并接地，光电耦合器U17的输出端VO1与电阻R37一端相连，并作为光耦隔离电路8的第一个控制输出端，记为端口TsV_out1，与电桥驱动电路7的端口TsV_in1相连；光电耦合器U17的输出端VO2与电阻R38一端相连，并作为光耦隔离电路8的第二个控制输出端，记为端口TsV_out2，与电桥驱动电路7的端口TsV_in2相连；光电耦合器U17的接地端GND与电容C17一端相连并接地，电容C17的另一端分别与电阻R37的另一端以及电阻R38的另一端相连并接电源VDD。光耦芯片U17将单片机与功率电路进行电气隔离，以提高电路的稳定性，通过光耦的方式将单片机提供的PWM控制时序传送到输出矩阵10。

Claims (4)

1.一种基于单片机的小型无人机无线充电系统，其结构有电源管理电路(1)、光耦隔离电路(8)、第一D/A转换电路(9)、第二D/A转换电路(10)、单片机(11)和输出矩阵(12)；所述的电源管理电路(1)的输出端给所有模块提供直流电源，其输入端与市电相连；单片机(11)的输出端分别与光耦隔离电路(8)的输入端、第一D/A转换电路(9)的输入端以及第二D/A转换电路(10)的输入端相连，光耦隔离电路(8)将单片机(11)产生的PWM信号进行光耦隔离后为输出矩阵(12)中的各输出通道提供时序控制信号，第一D/A转换电路(9)、第二D/A转换电路(10)分别为输出矩阵(12)中的各输出通道提供两路基准电压；其特征在于，所述的输出矩阵(12)中包含n个输出通道，n为2～8的整数，每个输出通道具有相同的电路结构，每个输出通道包括电压调节电路(2)、能量发射电路(3)、电流检测放大电路(4)、信号整形电路(5)、输出自动控制电路(6)、电桥驱动电路(7)；其中，电压调节电路(2)的输出端与能量发射电路(3)的输入端以及输出自动控制电路(6)的输入端相连，能量发射电路(3)的输出端与电流检测放大电路(4)的输入端相连，电流检测放大电路(4)的输出端与信号整形电路(5)的输入端相连，信号整形电路(5)的输出端与电压调节电路(2)的一个输入端相连，电压调节电路(2)的另一个输入端与第一D/A转换电路(9)的输出端相连，输出自动控制电路(6)的一个输入端与第二D/A转换电路(10)的输出端相连，另一个输入端与电压调节电路(2)的输出端相连，输出端与电桥驱动电路(7)的一个输入端相连，电桥驱动电路(7)的另一个输入端与光耦隔离电路(8)的输出端相连，输出端与能量发射电路(3)的输入端相连；
所述电源管理电路(1)的结构为，变压器T1的输入端与市电相连，两个输出绕着的四个输出端分别与整流桥D101、整流桥D102的输入端相连；整流桥D101的输出端负极接电解电容C101的负极，整流桥D101的输出端正极接电解电容C101的正极并作为所述的电源管理电路(1)的第一输出端，记为端口HV_out，为电压调节电路(2)供电；整流桥D102的输出端负极接电解电容C102的负极并接地，整流桥D102的输出端正极接电解电容C102的正极并与芯片LM7812的1端口相连，还与电容C103的一端相连，电容C103的另一端与芯片LM7812的2端口相连并接地，电容C104的一端接地，另一端与芯片LM7812的3端口相连，并与电阻R2的一端相连，作为所述的电源管理电路(1)的第二输出端，记为端口P_out1，为系统中各模块提供电源VDD，电阻R2的另一端与电阻R1的一端及运放U1A的同相输入端相连，电阻R1的另一端接地，运放U1A的反相输入端与输出端相连，作为所述的电源管理电路(1)的第三输出端，记为端口P_out2，为系统提供电源VDD/2；
所述电压调节电路(2)的结构为，运算放大器U3.1的同相输入端与电阻R8一端以及R9一端相连，运算放大器U3.1的反相输入端与电容C3一端、电阻R7一端以及运算放大器U4.2的反相输入端相连，电阻R7的另一端与运算放大器U3.1的输出端以及电阻R9的另一端相连，电容C3的另一端与电阻R8的另一端相连并接电源VDD/2；运算放大器U4.2的输出端与场效应管Q2的栅极相连，运算放大器U4.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U4.2的负电源端接地，场效应管Q2的源极与二极管D2的阴极以及电感L2一端相连，场效应管Q2的漏极作为电压调节电路(2)的电压输入端，记为端口HV_IN，与电源管理电路(1)的端口HV_out相连；电感L2的另一端与电解电容C4的正极相连，并作为电压调节电路(2)的补偿输出端，记为端口ADV_OUT，分别与能量发射电路(3)的端口ADV_IN1以及输出自动控制电路(6)的端口ADV_IN2相连；电解电容C4的负极与二极管D2的阳极相连并接地；运放U4.2的同相输入端与第一D/A转换电路(9)的输出端相连，第一D/A转换电路(9)的输入端与单片机(11)相连；
所述能量发射电路(3)的结构为，场效应管Q3的栅极作为能量发射电路(3)的第一个驱动端，记为端口Drv_IN1，与电桥驱动电路(7)的端口Drv_OUT1相连；场效应管Q3的源极分别与场效应管Q4的漏极以及电容C5一端相连，并作为能量发射电路(3)的第二个驱动端，记为端口Drv_IN2，与电桥驱动电路(7)的端口Drv_OUT2相连；场效应管Q4的栅极与电阻R10一端相连，并作为能量发射电路(3)的第三个驱动端，记为端口Drv_IN3，与电桥驱动电路(7)的端口Drv_OUT3相连；场效应管Q5的栅极作为能量发射电路(3)的第四个驱动端，记为端口Drv_IN4，与电桥驱动电路(7)的端口Drv_OUT4相连；场效应管Q5的源极分别与场效应管Q6的漏极以及电感L3一端相连，并作为能量发射电路(3)的第五个驱动端，记为端口Drv_IN5，与电桥驱动电路(7)的端口Drv_OUT5相连，电感L3的另一端与电容C5的另一端相连；场效应管Q6的栅极与电阻R11一端相连，并作为能量发射电路(3)的第六个驱动端，记为端口Drv_IN6，与电桥驱动电路(7)的端口Drv_OUT6相连；电阻R11的另一端分别与电阻R10的另一端、场效应管Q4的源极以及场效应管Q6的源极相连，并作为能量发射电路(3)的取样输出端，记为端口SampV_OUT，与电流检测放大电路(4)的端口SampV_IN相连；场效应管Q3的漏极与场效应管Q5的漏极相连，并作为能量发射电路(3)的补偿输入端，记为端口ADV_IN1，与电压调节电路(2)的端口ADV_OUT相连；
所述电流检测放大电路(4)的结构为，运算放大器U6.2的反相输入端与电阻RS一端相连，并作为电流检测放大电路(4)的取样输入端，记为端口SampV_IN,与能量发射电路(3)的端口SampV_OUT相连，运算放大器U6.2的同相输入端分别与电阻R12一端、电阻R13一端、可变电阻W2一端以及可变电阻W2活动触点相连，运算放大器U6.2的输出端与电阻R12的另一端相连，并作为电流检测放大电路(4)的放大输出端，记为端口AmpV_OUT，与信号整形电路(5)的端口AmpV_IN相连；可变电阻W2的另一端分别与电阻R14一端、电阻R15一端以及运算放大器U5.1的反相输入端相连，电阻R14的另一端分别与电阻R13的另一端以及运算放大器U5.1的输出端相连，电阻R15的另一端接电源VDD/2，运算放大器U5.1的同相输入端分别与运算放大器U5.1的负电源端以及电阻RS的另一端相连并接地，运算放大器U5.1的正电源端接电源VDD；
所述信号整形电路(5)的结构为，运算放大器U8.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U8.2的负电源端接地，运算放大器U8.2的反相输入端分别与电阻R17一端以及电容C7一端相连，运算放大器U8.2的同相输入端与电容C6一端相连并接地，电容C6的另一端分别与电阻R16一端、电阻R17的另一端以及电阻R18一端相连，电阻R16的另一端作为信号整形电路(5)的电压输入端，记为端口AmpV_IN，与电流检测放大电路(4)的端口AmpV_OUT相连；电阻R18的另一端分别与电容C7的另一端、电阻R19一端以及运算放大器U8.2的输出端相连；运算放大器U8.1的反相输入端分别与电阻R20一端以及电容C9一端相连，运算放大器U8.1的同相输入端与电容C8一端相连并接地，电容C8的另一端分别与电阻R21一端、电阻R20的另一端以及电阻R19另一端相连；电阻R21的另一端分别与电容C9的另一端以及运算放大器U8.1的输出端相连，并作为信号整形电路(5)的整形输出端，记为端口ReshapeV_OUT，与电压调节电路(2)的端口ReshapeV_IN相连；
所述输出自动控制电路(6)的结构为，运算放大器U10.2的正电源端接电源VDD，运算放大器U10.2的负电源端接地，单片机(11)的输出端与第二D/A转换电路(10)的输入端相连，第二D/A转换电路(10)的输出端与运算放大器U10.2的反相输入端相连，用以提供基准电压2；运算放大器U10.2的同相输入端与稳压二极管D3的阴极以及电阻R22一端相连，稳压二极管D3的阳极接地，电阻R22的另一端作为输出自动控制电路(6)的补偿输入端，记为端口ADV_IN2，与电压调节电路(2)的端口ADV_OUT相连；运算放大器U10.2的输出端与三极管Q7的基极相连，三极管Q7的集电极接电源VDD，发射极分别与电阻R23一端、电阻R24一端以及三极管Q8的发射极相连，电阻R23的另一端与电容C10一端以及反相器U12.4的输入端相连，电阻R24的另一端以及电容C10的另一端接地，反相器U12.4的输出端与D触发器U7A的时钟信号端CK相连，D触发器U7A的触发信号端D分别与清零端CLR以及电容C11一端相连并接地，电容C11的另一端分别与二极管D4的阳极、电阻R25一端以及D触发器U7A的预置端PR相连，二极管D4的阴极与电阻R25的另一端以及D触发器U7A的反相位输出端Q非相连，D触发器U7A的同相位输出端Q分别与D触发器U12.2的时钟信号端CK以及反相器U14.2的输入端相连，反相器U14.2的输出端作为输出自动控制电路(6)的控制输出端，记为端口CtrlV_OUT，与电桥驱动电路(7)的端口CtrlV_IN相连；D触发器U12.2的触发信号端D分别与D触发器U12.2的清零端CLR及电容C12一端相连并接地，电容C12的另一端与二极管D5的阳极、电阻R26一端以及D触发器U12.2的预置端PR相连，二极管D5的阴极分别与电阻R26的另一端、D触发器U12.2的反相位输出端Q非相连，D触发器U12.2的同相位输出端Q与反相器U13.1的输入端相连，反相器U13.1的输出端与三极管Q8的基极相连，三极管Q8的集电极接电源VDD；
所述电桥驱动电路(7)的结构为，电桥驱动器U9的电压输入端Vcc以及电容C13一端接电源VDD，电容C13的另一端以及电桥驱动器U9的COM端接地，电桥驱动器U9的高电平输入端HIN分别与场效应管Q9的漏极以及电桥驱动器U10的低电平输入端LIN相连，并作为电桥驱动电路(7)的第一个控制输入端，记为端口TsV_IN1,与光耦隔离电路(8)的端口TsV_OUT1相连，电桥驱动器U9的VB端分别与二极管D6的阴极以及电容C15一端相连，电桥驱动器U9的高电平输出端HO分别与电容C15的另一端以及电阻R32一端相连，并作为电桥驱动电路(7)的第二个输出端，记为端口Drv_OUT2，与能量发射电路(3)的端口Drv_IN2相连，电桥驱动器U9的VS端与电阻R31一端相连，电阻R31的另一端与电阻R32的另一端相连，并作为电桥驱动电路(7)的第一个输出端，记为端口Drv_OUT1，与能量发射电路(3)的端口Drv_IN1相连，二极管D6的阳极与电阻R29一端相连，电阻R29的另一端接电源VDD，电桥驱动器U9的低电平输出端LO与电阻R34一端相连，电阻R34的另一端作为电桥驱动电路(7)的第三个输出端，记为端口Drv_OUT3，与能量发射电路(3)的端口Drv_IN3相连；电桥驱动器U10的电压输入端Vcc以及电容C14一端接电源VDD，电容C14的另一端以及电桥驱动器U10的COM端接地，电桥驱动器U10的高电平输入端HIN分别与场效应管Q10的漏极以及电桥驱动器U9的低电平输入端LIN相连，并作为电桥驱动电路(7)的第二个控制输入端，记为端口TsV_IN2,与光耦隔离电路(8)的端口TsV_OUT2相连，电桥驱动器U10的VB端分别与二极管D7的阴极以及电容C16一端相连，电桥驱动器U10的高电平输出端HO分别与电容C16的另一端以及电阻R35一端相连，并作为电桥驱动电路(7)的第五个输出端，记为端口Drv_OUT5，与能量发射电路(3)的端口Drv_IN5相连，电桥驱动器U10的VS端与电阻R34一端相连，电阻R34的另一端与电阻R35的另一端相连，并作为电桥驱动电路(7)的第四个输出端，记为端口Drv_OUT4，与能量发射电路(3)的端口Drv_IN4相连，二极管D7的阳极与电阻R30一端相连，电阻R30的另一端接电源VDD，电桥驱动器U10的低电平输出端LO与电阻R36一端相连，电阻R36的另一端作为电桥驱动电路(7)的第六个输出端，记为端口Drv_OUT6，与能量发射电路(3)的端口Drv_IN6相连；场效应管Q9的源极以及场效应管Q10的源极接地，场效应管Q9的栅极与场效应管Q10的栅极相连并作为电桥驱动电路(7)的第三个控制输入端，记为端口CtrlV_IN，与输出自动控制电路(6)的端口CtrlV-OUT相连；
所述光耦隔离电路(8)的结构为，单片机(11)分别与电阻R35一端以及电阻R36一端相连，电阻R35的另一端与光电耦合器U1的输入端1A相连，电阻R36的另一端与光电耦合器U1的输入端2A相连，光电耦合器U1的电压输入端VCC接电源VDD，光电耦合器U1的输入端1N与光电耦合器U1的输入端2N相连并接地，光电耦合器U1的输出端1_O与电阻R37一端相连，并作为光耦隔离电路(8)的第一个控制输出端，记为端口TsV_OUT1，与电桥驱动电路(7)的端口TsV_IN1相连；光电耦合器U1的输出端2_O与电阻R38一端相连，并作为光耦隔离电路(8)的第二个控制输出端，记为端口TsV_OUT2，与电桥驱动电路(7)的端口TsV_IN2相连；光电耦合器U1的接地端GND与电容C17一端相连并接地，电容C17的另一端分别与电阻R37的另一端以及电阻R38的另一端相连并接电源VDD。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的小型无人机无线充电系统，其特征在于，所述电压调节电路(2)中，电容C3为2nF，电解电容C4为100μF；电感L2为22μH；电阻R7为910Ω，电阻R8、R9、R39、R40、R41、R42为10kΩ。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的小型无人机无线充电系统，其特征在于，所述信号整形电路(5)中，电容C6为240nF，电容C7、C9为100nF，电容C8为1.4μF；电阻R16、R18为15kΩ，电阻R17为7.5kΩ，电阻R19、R21为6kΩ，电阻R20为3kΩ。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的小型无人机无线充电系统，其特征在于，所述输出自动控制电路(6)中，电容C10为200nF，电容C11为1μF，C12为100nF；电阻R22为20kΩ，电阻R23为10kΩ，电阻R24为2kΩ，电阻R25为1MΩ，电阻R26为100kΩ。
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