CN114142564A - 一种可反充无人机电池的充电箱及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可反充无人机电池的充电箱及控制方法，所述可反充无人机电池的充电箱包括箱体、充电管理机构和充电保护机构，所述充电管理机构设置于箱体的内部，所述充电管理机构包括凹槽、主板、第一微控制器和第二微控制器，所述凹槽开设于箱体的内部，所述凹槽的内部设置有主板，所述主板的内部分别设置有第一微控制器和第二微控制器；所述充电保护机构设置于主板的顶部，所述充电保护机构包括短路保护模块、充电过流保护模块和充电过温保护模块。本发明提供的可反充无人机电池的充电箱及控制方法具备反充无人机电池的功能，同时具备充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，且具有多层保护措施的优点。

Description

一种可反充无人机电池的充电箱及控制方法
技术领域
本发明涉及输电多旋翼无人机技术领域，尤其涉及一种可反充无人机电池的充电箱及控制方法。
背景技术
无人机的工作特性决定了无人机需要在不同的地点之间飞行，当无人机的电量不足时无人机将无法正常飞行，而在无人机的电量耗尽时，无人机的附近可能没有能够为其进行充电的充电装置，在这种情况下，操作人员可以携带装载有电量充足的无人机电池的充电箱到无人机所在的地点对其电池进行更换，以使无人机能够恢复正常的飞行作业。
目前，现有的一些无人机电池的充电箱在使用时，由于集成化较低，且不方便进行散热，同时在对无人机电池充电时，不具备反充无人机电池的功能，且不具备充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，不具有多层保护措施，不能够满足现阶段的使用需求。
因此，有必要提供一种可反充无人机电池的充电箱及控制方法以解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种方便进行散热，具备反充无人机电池的功能，同时具备充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，且具有多层保护措施的可反充无人机电池的充电箱及控制方法。
本发明提供的可反充无人机电池的充电箱包括箱体、充电管理机构和充电保护机构，所述充电管理机构设置于箱体的内部，所述充电管理机构包括凹槽、主板、第一微控制器和第二微控制器，所述凹槽开设于箱体的内部，所述凹槽的内部设置有主板，所述主板的内部分别设置有第一微控制器和第二微控制器；所述充电保护机构设置于主板的顶部，所述充电保护机构包括短路保护模块、充电过流保护模块和充电过温保护模块。
为了达到方便进行散热和通风的效果，所述箱体的一侧开设有散热孔，所述散热孔的内部设置有防尘网，所述箱体的另一侧设置有通风板。
为了达到方便开启箱体的效果，所述箱体的顶部设置有箱门，所述箱门的顶部固定连接有把手。
为了达到方便对主板进行散热的效果，所述主板的外侧设置有保护壳，所述保护壳的底部固定连接有导热硅脂，所述导热硅脂的底部固定连接有铝散热板。
为了达到方便对箱体内部进行散热的效果，所述箱体的内部开设有通孔，所述箱体内壁的一侧固定连接有固定板，所述固定板的一侧固定连接有固定架，所述固定架的内部设置有散热扇。
为了达到利用三极管和MOS管的开关特性来实现双电源无缝自动切换的效果，所述主板的一侧设置有散热管，所述主板的内部分别设置有三极管和MOS管。
为了达到方便对充电进行保护的效果，所述短路保护模块还包括采集模块、发生模块和比较模块，所述短路保护模块的电性输出端分别与采集模块、发生模块和比较模块的电性输入端电性连接。
本发明还提供了一种可反充无人机电池的充电箱的控制方法，包括以下步骤：
S1、首先先插入USB充电设备；
S2、判断是否有AC-220V电源输入，若有AC-220V电源输入，则电源供电充电，电源供电充电直至充电完成，若无AC-220V电源输入，则判断是否有电池反向供电；
S3、根据步骤S2中判断是否有电池反向供电，若有，则电池供电充电，直至供电完成，若无，则无法进行充电。
所述当外部电源没有输入的时候，三极管V14基极的电压为0，三极管不导通，电池电压VBAT通过R66和R68分压后在三极管V13的基极产生一个大于0.7V的压降，三极管V13导通，MOS管V12的G极电压为0V，MOS管导通，VBAT通过MOS管V12的DS极，输出Vout供电，由于MOS管通的时候几乎不产生压降，所以实测VOUT等于VBAT。
所述当有外部电源输入，在三极管V14的基极上产生0.7V的压降，三极管导通，V13基极的压降为0，三极管V13截止，MOS管V12上的G极为高电平，Vgs>0，MOS管V12的DS截止，VBAT输出关断，外部电源通过二极管D4给VOUT，用于给USB设备供电，此时御2电池不供电，也可同时通过外部电源进行充电。
与相关技术相比较，本发明提供的可反充无人机电池的充电箱及控制方法具有如下有益效果：
1、本发明通过在箱体的一侧设置散热孔，且在箱体的另一侧设置通风板，可方便对箱体内部产生的热量进行散热，且通过设置把手和箱门，可方便打开箱门对箱体的内部进行检修，通过在主板的底部设置导热硅脂和铝散热板，可方便对主板进行进一步的散热，提高了性能，通过设置通孔和散热扇，可进一步的对箱体的内部进行散热，提高了整体的散热效率，且集中设置在主板内部提高了集成化，同时通过设置通过设置充电管理机构，实现对充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，通过设置充电保护机构，提高了充电的安全性，解决了现有的一些无人机电池的充电箱在使用时，由于集成化较低，且不方便进行散热，同时在对无人机电池充电时，不具备反充无人机电池的功能，且不具备充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，不具有多层保护措施的问题；
2、本发明通过设置充电管理机构，其中第一微控制器采用位微控制器实时控制充电电流，第二微控制器采用位微控制器作为上级管理芯片实现对充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，且通过在主板的一侧设置散热管，可方便进行散热，提高了散热性能，同时设置三极管和MOS管，可利用三极管和MOS管的开关特性来实现双电源无缝自动切换，通过设置充电保护机构，通过内部设置的短路保护模块、充电过流保护模块和充电过温保护模块，以及设置的采集模块，可对数据进行采集，通过设置的发生模块可用于根据基准电压产生第二电压，比较模块可将基准电压与第二电压进行对比，可方便进行保护，提高了充电的安全性。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明提供的可反充无人机电池的充电箱及控制方法的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的箱体的内部结构示意图；
图3为本发明提供的主板的连接结构示意图；
图4为本发明提供的A处的结构放大示意图；
图5为本发明提供的可反充无人机电池控制方法流程图；
图6为本发明提供的可反充无人机电池的电路图。
图中：
1、箱体；2、充电管理机构；21、凹槽；22、主板；23、第一微控制器；24、第二微控制器；25、散热管；26、三极管；27、MOS管；3、充电保护机构；31、短路保护模块；32、充电过流保护模块；33、充电过温保护模块；34、采集模块；35、发生模块；36、比较模块；4、散热孔；5、通风板；6、箱门；7、把手；8、保护壳；9、导热硅脂；10、铝散热板；11、通孔；12、固定板；13、固定架；14、散热扇。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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作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。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中，图1为本发明提供的可反充无人机电池的充电箱及控制方法的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的箱体的内部结构示意图；图3为本发明提供的主板的连接结构示意图；图4为本发明提供的A处的结构放大示意图；图5为本发明提供的可反充无人机电池控制方法流程图；图6为本发明提供的可反充无人机电池的电路图。可反充无人机电池的充电箱包括箱体1。
在具体实施过程中，如图2和图3所示，充电管理机构2设置于箱体1的内部，充电管理机构2包括凹槽21、主板22、第一微控制器23和第二微控制器24，凹槽21开设于箱体1的内部，凹槽21的内部设置有主板22，主板22的内部分别设置有第一微控制器23和第二微控制器24。
主板22的一侧设置有散热管25，主板22的内部分别设置有三极管26和MOS管27。
需要说明的是：通过设置充电管理机构2，其中第一微控制器23采用8位微控制器实时控制充电电流，第二微控制器24采用32位微控制器作为上级管理芯片实现对充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，且通过在主板22的一侧设置散热管25，可方便进行散热，提高了散热性能，同时设置三极管26和MOS管27，可利用三极管26和MOS管27的开关特性来实现双电源无缝自动切换。
参考图1和图2所示，充电保护机构3设置于主板22的顶部，充电保护机构3包括短路保护模块31、充电过流保护模块32和充电过温保护模块33。
短路保护模块31还包括采集模块34、发生模块35和比较模块36，短路保护模块31的电性输出端分别与采集模块34、发生模块35和比较模块36的电性输入端电性连接。
需要说明的是：通过设置充电保护机构3，通过内部设置的短路保护模块31、充电过流保护模块32和充电过温保护模块33，以及设置的采集模块34，可对数据进行采集，通过设置的发生模块35可用于根据基准电压产生第二电压，比较模块36可将基准电压与第二电压进行对比，可方便进行保护，提高了充电的安全性。
参考图1、图3和图4所示，箱体1的一侧开设有散热孔4，散热孔4的内部设置有防尘网，箱体1的另一侧设置有通风板5。
箱体1的顶部设置有箱门6，箱门6的顶部固定连接有把手7。
主板22的外侧设置有保护壳8，保护壳8的底部固定连接有导热硅脂9，导热硅脂9的底部固定连接有铝散热板10。
箱体1的内部开设有通孔11，箱体1内壁的一侧固定连接有固定板12，固定板12的一侧固定连接有固定架13，固定架13的内部设置有散热扇14。
需要说明的是：通过在箱体1的一侧设置散热孔4，且在箱体1的另一侧设置通风板5，可方便对箱体1内部产生的热量进行散热，且通过设置把手7和箱门6，可方便打开箱门6对箱体1的内部进行检修，通过在主板22的底部设置导热硅脂9和铝散热板10，可方便对主板22进行进一步的散热，提高了性能，通过设置通孔11和散热扇14，可进一步的对箱体1的内部进行散热，提高了整体的散热效率，方便使用。
本发明还提供了一种可反充无人机电池的充电箱的控制方法，包括以下步骤：
S1、首先先插入USB充电设备；
S2、判断是否有AC-220V电源输入，若有AC-220V电源输入，则电源供电充电，电源供电充电直至充电完成，若无AC-220V电源输入，则判断是否有电池反向供电；
S3、根据步骤S2中判断是否有电池反向供电，若有，则电池供电充电，直至供电完成，若无，则无法进行充电。
当外部电源没有输入的时候，三极管V14基极的电压为0，三极管不导通，电池电压VBAT通过R66和R68分压后在三极管V13的基极产生一个大于0.7V的压降，三极管V13导通，MOS管V12的G极电压为0V，MOS管导通，VBAT通过MOS管V12的DS极，输出Vout供电，由于MOS管通的时候几乎不产生压降，所以实测VOUT等于VBAT。
当有外部电源输入，在三极管V14的基极上产生0.7V的压降，三极管导通，V13基极的压降为0，三极管V13截止，MOS管V12上的G极为高电平，Vgs>0，MOS管V12的DS截止，VBAT输出关断，外部电源通过二极管D4给VOUT，用于给USB设备供电，此时御2电池不供电，也可同时通过外部电源进行充电。
本发明提供的可反充无人机电池的充电箱及控制方法的工作原理如下：
在使用时，在箱体1的一侧设置散热孔4，且在箱体1的另一侧设置通风板5，可方便对箱体1内部产生的热量进行散热，且通过设置把手7和箱门6，可方便打开箱门6对箱体1的内部进行检修，通过在主板22的底部设置导热硅脂9和铝散热板10，可方便对主板22进行进一步的散热，提高了性能，通过设置通孔11和散热扇14，可进一步的对箱体1的内部进行散热，提高了整体的散热效率，方便使用，其中充电管理机构2，第一微控制器23采用8位微控制器实时控制充电电流，第二微控制器24采用32位微控制器作为上级管理芯片实现对充电状态实时管理以及电量和温度的实时监控，且通过在主板22的一侧设置散热管25，可方便进行散热，提高了散热性能，同时设置三极管26和MOS管27，可利用三极管26和MOS管27的开关特性来实现双电源无缝自动切换，通过设置的充电保护机构3，通过内部设置的短路保护模块31、充电过流保护模块32和充电过温保护模块33，以及设置的采集模块34，可对数据进行采集，通过设置的发生模块35可用于根据基准电压产生第二电压，比较模块36可将基准电压与第二电压进行对比，可方便进行保护，提高了充电的安全性，当外部电源没有输入的时候，三极管V14基极的电压为0，三极管不导通，电池电压VBAT通过R66和R68分压后在三极管V13的基极产生一个大于0.7V的压降，三极管V13导通，MOS管V12的G极电压为0V，MOS管导通，VBAT通过MOS管V12的DS极，输出Vout供电，由于MOS管通的时候几乎不产生压降，所以实测VOUT等于VBAT，当有外部电源输入，在三极管V14的基极上产生0.7V的压降，三极管导通，V13基极的压降为0，三极管V13截止，MOS管V12上的G极为高电平，Vgs>0，MOS管V12的DS截止，VBAT输出关断，外部电源通过二极管D4给VOUT，用于给USB设备供电，此时御2电池不供电，也可同时通过外部电源进行充电。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，包括：
箱体(1)；
充电管理机构(2)，所述充电管理机构(2)设置于箱体(1)的内部，所述充电管理机构(2)包括凹槽(21)、主板(22)、第一微控制器(23)和第二微控制器(24)，所述凹槽(21)开设于箱体(1)的内部，所述凹槽(21)的内部设置有主板(22)，所述主板(22)的内部分别设置有第一微控制器(23)和第二微控制器(24)；
充电保护机构(3)，所述充电保护机构(3)设置于主板(22)的顶部，所述充电保护机构(3)包括短路保护模块(31)、充电过流保护模块(32)和充电过温保护模块(33)。
2.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，所述箱体(1)的一侧开设有散热孔(4)，所述散热孔(4)的内部设置有防尘网，所述箱体(1)的另一侧设置有通风板(5)。
3.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，所述箱体(1)的顶部设置有箱门(6)，所述箱门(6)的顶部固定连接有把手(7)。
4.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，所述主板(22)的外侧设置有保护壳(8)，所述保护壳(8)的底部固定连接有导热硅脂(9)，所述导热硅脂(9)的底部固定连接有铝散热板(10)。
5.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，所述箱体(1)的内部开设有通孔(11)，所述箱体(1)内壁的一侧固定连接有固定板(12)，所述固定板(12)的一侧固定连接有固定架(13)，所述固定架(13)的内部设置有散热扇(14)。
6.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，所述主板(22)的一侧设置有散热管(25)，所述主板(22)的内部分别设置有三极管(26)和MOS管(27)。
7.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，其特征在于，所述短路保护模块(31)还包括采集模块(34)、发生模块(35)和比较模块(36)，所述短路保护模块(31)的电性输出端分别与采集模块(34)、发生模块(35)和比较模块(36)的电性输入端电性连接。
8.根据权利要求1所述的可反充无人机电池的充电箱，还提供了一种可反充无人机电池的充电箱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先先插入USB充电设备；
S2、判断是否有AC-220V电源输入，若有AC-220V电源输入，则电源供电充电，电源供电充电直至充电完成，若无AC-220V电源输入，则判断是否有电池反向供电；
S3、根据步骤S2中判断是否有电池反向供电，若有，则电池供电充电，直至供电完成，若无，则无法进行充电。
9.根据权利要求8所述的可反充无人机电池的充电箱及控制方法，其特征在于，所述当外部电源没有输入的时候，三极管V14基极的电压为0，三极管不导通，电池电压VBAT通过R66和R68分压后在三极管V13的基极产生一个大于0.7V的压降，三极管V13导通，MOS管V12的G极电压为0V，MOS管导通，VBAT通过MOS管V12的DS极，输出Vout供电，由于MOS管通的时候几乎不产生压降，所以实测VOUT等于VBAT。
10.根据权利要求8所述的可反充无人机电池的充电箱及控制方法，其特征在于，所述当有外部电源输入，在三极管V14的基极上产生0.7V的压降，三极管导通，V13基极的压降为0，三极管V13截止，MOS管V12上的G极为高电平，Vgs>0，MOS管V12的DS截止，VBAT输出关断，外部电源通过二极管D4给VOUT，用于给USB设备供电，此时御2电池不供电，也可同时通过外部电源进行充电。
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