CN205864244U - 无人机系统的电源电路及无人机系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种无人机系统的电源电路及无人机系统。其中,该电源电路包括:第一保护电路,与直流电源连接,用于释放雷电能量;第二保护电路,与第一保护电路连接,用于抑制尖峰电压;第三保护电路,与第二保护电路连接,用于对直流电源输出的直流电压进行滤波;降压电路,与第三保护电路连接,用于将直流电压降低为预设电压。本实用新型解决了现有技术中无人机系统的电源电路抗干扰能力差,降低了电源电路的稳定性及使用寿命的技术问题。

Description

无人机系统的电源电路及无人机系统
技术领域
本实用新型涉及无人机系统领域,具体而言,涉及一种无人机系统的电源电路及无人机系统。
背景技术
现有技术中,无人机系统电源电路通常比较简单,基本都是直接采用电源芯片技术手册上的参考电路,这种方法能在一定程度上满足使用需求,但是抗干扰能力差,电源接通瞬间的尖峰电压就很容易损坏电源芯片,影响无人机系统的整体使用寿命。
为了避免在电源接通瞬间的尖峰电压损坏电源芯片,通常会选用额定工作电压比实际工作电压高很多的芯片,这在一定程度上能减少电源芯片的损坏,但是在实际使用过程中,干扰源是不确定的,干扰源的峰值也是不确定的,因此,仅仅选择耐压性能更好的芯片无法完全避免外界复杂环境信号的干扰,不能从根本上解决电源系统的稳定性问题,使用寿命也受到影响。
针对现有技术中无人机系统的电源电路抗干扰能力差,降低了电源电路的稳定性及使用寿命的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种无人机系统的电源电路及无人机系统,以至少解决现有技术中无人机系统的电源电路抗干扰能力差,降低了电源电路的稳定性及使用寿命的技术问题。
根据本实用新型实施例的一个方面,提供了一种无人机系统的电源电路,包括:第一保护电路,与直流电源连接,用于释放雷电能量;第二保护电路,与第一保护电路连接,用于抑制尖峰电压;第三保护电路,与第二保护电路连接,用于对直流电源输出的直流电压进行滤波;降压电路,与第三保护电路连接,用于将直流电压降低为预设电压。
根据本实用新型实施例的另一方面,还提供了一种无人机系统,包括:上述任意一项的无人机系统的电源电路。
在本实用新型实施例中,可以通过第一保护电路释放雷电能量,再通过第二保护电路抑制尖峰电压,进一步通过第三保护电路进行滤波,最后通过降压电路将直流电源输出的直流电压降低为预设电压,从而实现对外界复杂干扰信号的抑制,增强了无人机系统的电源稳定性即系统寿命,进一步解决了现有技术中无人机系统的电源电路抗干扰能力差,降低了电源电路的稳定性及使用寿命的技术问题。因此,通过本实用新型上述实施例,提升了无人机系统的电源电路的抗干扰能力,增加了无人机系统的整体使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1是根据本实用新型实施例的一种无人机系统的电源电路的示意图;
图2是根据本实用新型实施例的一种可选的无人机系统的电源电路的示意图;以及
图3是根据本实用新型实施例的一种可选的尖峰电压抑制效果的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通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,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
实施例1
根据本实用新型实施例,提供了一种无人机系统的电源电路的实施例。
图1是根据本实用新型实施例的一种无人机系统的电源电路的示意图,如图1所示,该电源电路包括:
第一保护电路11,与直流电源10连接,用于释放雷电能量。
在一种可选的方案中,上述第一保护电路可以是防雷电路,当电源电路遭受到雷电冲击,或者静电干扰时,例如,携带静电的人体接触电源电路时,电源电路会遭受到静电干扰,会产生瞬时的高电压和大电流,防雷电路可以将电源电路中的雷电能量进行泄放,减少电源电路中的雷电能量,降低电源电路中雷电能量的冲击。
第二保护电路13,与第一保护电路11连接,用于抑制尖峰电压。
在一种可选的方案中,上述第二保护电路可以是尖峰干扰抑制电路,在直流电源接通的瞬间,电源电路中会出现尖峰电压,尖峰电压会损坏电源芯片,可以通过第二保护电路进行抑制。
此处需要说明的是,第一保护电路可以对电源电路中的大部分雷电能量进行泄放,未完全泄放掉的雷电能量可以通过第二保护电路进行处理,第二保护电路可以将未完全泄放掉的雷电能量进行泄放。
第三保护电路15,与第二保护电路13连接,用于对直流电源输出的直流电压进行滤波。
在一种可选的方案中,在通过第一保护电路和第二保护电路对雷电能量和尖峰电压进行释放抑制之后,可以通过第三保护电路对直流电源输出的直流电压进行平滑滤波,滤除直流电压中的高频干扰信号等。
降压电路17,与第三保护电路15连接,用于将直流电压降低为预设电压。
具体的,上述预设电压可以根据实际应用场景进行选择,本实用新型对此不做具体限定。
在一种可选的方案中,在经过防雷、开关尖峰抑制以及滤波之后,可以通过降压电路,将直流电源输出的直流电压降压到指定的电压。
通过本实用新型上述实施例,可以通过第一保护电路释放雷电能量,再通过第二保护电路抑制尖峰电压,进一步通过第三保护电路进行滤波,最后通过降压电路将直流电源输出的直流电压降低为预设电压,从而实现对外界复杂干扰信号的抑制,增强了无人机系统的电源稳定性即系统寿命,进一步解决了现有技术中无人机系统的电源电路抗干扰能力差,降低了电源电路的稳定性及使用寿命的技术问题。因此,通过本实用新型上述实施例,提升了无人机系统的电源电路的抗干扰能力,增加了无人机系统的整体使用寿命。
可选的,根据本实用新型上述实施例,第一保护电路11包括:防雷器件,一端与直流电源10连接,另一端接地。
可选的,防雷器件可以为防雷管。
具体的,上述防雷管可以是气态放电管,可以通过惰性气体的电离,转移大部分的雷电能量,由于无分布电感电容,通流通流容量极大,可以作为电源电路的第一级保护电路,将电源电路中的大部分雷电能量进行泄放,但是,由于气态放电管反应速度慢,导致其无法完全泄放雷电能量,需要增加通过第二保护电路进行处理。
在一种可选的方案中,如图2所示,第一保护电路11可以包括图2中的保护器件111,即上述的防雷器件,保护器件111的一端连接直流电源,另一端连接地线,当电源电路中产生瞬时的高电压和大电流时,可以通过防雷器件将电源电路中的大部分雷电能量进行泄放,达到防雷保护的目的。
可选的,根据本实用新型上述实施例,第二保护电路13包括:
第一浪涌抑制器件,一端与第一保护电路11连接,另一端接地线。第一浪涌抑制器件在第一保护电路之后连接到直流电源的输出线上,对经过第一保护电路11释放雷电能量的输出电流进行浪涌抑制。
可选的,第一浪涌抑制器件可以为压敏电阻。
在一种可选的方案中,如图2所示,第二保护电路13可以包括图2中的第一浪涌抑制器件131,即上述的第一浪涌抑制器件,第一浪涌抑制器件131一端与直流电源连接,另一端连接地线,既可以将电源电路中未完全泄放的雷电能量进行泄放,又可以对电源电路中出现的尖峰电压进行抑制,达到对电源电路进行防雷的同时进行尖峰干扰抑制。
第二浪涌抑制器件,连接在直流电源的输出线上,串联在所述第一浪涌抑制器件和所述第三保护电路之间。
可选的,第二浪涌抑制器件可以为热敏电阻。
具体的,上述第二浪涌抑制器件可以是功率型负温度系数热敏电阻器件,当电路中出现尖峰电压导致电路电流瞬间增大时,可以迅速的改变自身电阻阻值快速消耗该突变能量。
在一种可选的方案中,如图2所示,第二保护电路13还可以包括图2中的第二浪涌抑制器件133,即上述的第二浪涌抑制器件,第二浪涌抑制器件133串联在直流电源和第三保护电路之间,可以通过第二浪涌抑制器件133对电源电路中的尖峰电压进行消耗,达到尖峰抑制保护的目的。
可选的,根据本实用新型上述实施例,上述第三保护电路15包括:
第一滤波器件,第一滤波器件的第一端与第二保护电路13连接。第一滤波器件在第二保护电路之后串联在直流电源的输出线上。
可选的,第一滤波器件可以为滤波电感。
具体的,上述第一滤波器件可以是带屏蔽的滤波电感,该电感对尖峰电压具有较好的抑制作用。
在一种可选的方案中,如图2所示,第三保护电路15可以包括图2中的第一滤波器件151,即上述的第一滤波器件,第一滤波器件151可以串联在第二浪涌抑制器件133和第三浪涌抑制器件153之间,可以进一步地对电源电路中的尖峰电压进行抑制。
第三浪涌抑制器件,连接在直流电源的输出线和地线之间,第三浪涌抑制器件的第一端与第一滤波器件的第二端连接,第二端接地。
可选的,第三浪涌抑制器件可以为瞬态抑制二极管。
具体的,上述第三浪涌抑制器件可以是双向瞬态抑制二极管器件。
在一种可选的方案中,如图2所示,第三保护电路15还可以包括图2中的第三浪涌抑制器件153,即上述的第三浪涌抑制器件,第三浪涌抑制器件153的一端可以与第一滤波器件151的第二端连接,另一端可以连接地线。
第二滤波器件,连接在直流电源的输出线和地线之间,第二滤波器件的第一端与第三浪涌抑制器件的第一端连接,第二端接地线。
可选的,第二滤波器件可以为电解电容。
在一种可选的方案中,如图2所示,第三保护电路15还可以包括图2中的第二滤波器件155,即上述的第二滤波器件,第二滤波器件155的一端可以与第三浪涌抑制器件153的一端连接,另一端可以连接地线。
第三滤波器件,连接在直流电源的输出线和地线之间,第三滤波器件的第一端与第二滤波器件的第一端连接,第二端接地。
可选的,第三滤波器件可以为共模电感。
在一种可选的方案中,如图2所示,第三保护电路15还可以包括图2中的第三滤波器件157,即上述的第三滤波器件,第三滤波器件157的一端可以与第二滤波器件155的一端连接,另一端可以连接地线。
第四滤波器件,连接在直流电源的输出线和地线之间,第四滤波器件的第一端与第三滤波器件的第一端连接,第二端接地。
可选的,第四滤波器件可以为无极电容。
在一种可选的方案中,如图2所示,第三保护电路15还可以包括图2中的第四滤波器件159,即上述的第四滤波器件,第四滤波器件159的一端可以与第三滤波器件157的一端连接,另一端可以连接地线,可以通过第四滤波器件159对直流电源输出的直流电压进行滤波,滤除高频干扰信号。
可选的,根据本实用新型上述实施例,上述降压电路17包括:降压器件,第一端与第三保护电路15连接,第二端接地。
可选的,降压器件可以为开关降压器件。
具体的,上述降压器件可以是开关型高效降压器件。
在一种可选的方案中,如图2所示,降压电路17可以包括图2中的开关降压器件171,即上述的降压器件,开关降压器件的一端可以与滤波器件4的一端连接,另一端可以连接地线。
下面结合图2和图3,对本实用新型一种优选的实施例进行详细说明。
如图2所示,在一种优选的实施例中,无人机系统的电源电路可以包括9个器件,分别为保护器件111,第一浪涌抑制器件131,第二浪涌抑制器件133,第一滤波器件151,第三浪涌抑制器件153,第二滤波器件155,第三滤波器件157,第四滤波器件159和开关降压器件171。
如图3所示,在电源接通瞬间由于开关抖动等原因往往会产生如下A处所示的尖峰干扰,这种尖峰电压幅值通常会比输入电压幅值高很多,因此此类电压如果不经过处理将很容易损坏开关降压器件。经过上述保护器件111,第一浪涌抑制器件131,第二浪涌抑制器件133,第一滤波器件151,第三浪涌抑制器件153,第二滤波器件155,第三滤波器件157,第四滤波器件159之后,尖峰干扰已经被完全消除了,如B处所示。经过保护器件111,第一浪涌抑制器件131,第二浪涌抑制器件133,第一滤波器件151,第三浪涌抑制器件153,第二滤波器件155,第三滤波器件157,第四滤波器件159之后电压在开关打开瞬间有一个比较缓慢的上升过程,且没有看到有尖锐的尖峰干扰,抑制效果明显。
此处需要说明的是,上述电源电路不仅可以应用于无人机系统,还可以室外供电系统的干扰抑制,应用于工业现场的电源系统及其他通用电源系统中。在应用到不同的系统中,可以在不改变电路模型的基础上仅仅通过修改电路中少量器件的参数来匹配不同的应用场合,例如,当应用到90V的直流电源中,可以根据安全系数,选择不同参数的压敏电阻,热敏电阻等等。在应用到不同的系统中,也可以根据实际需要,改变电路模型,例如,可以减少滤波器件的个数,但是会影响抑制效果。
通过上述方案,可以完成直流电源的滤波以及外部复杂环境干扰信号的消除,从而达到保护开关降压器件的目的,达到比较理想的干扰滤除效果,并且通过修改各器件的参数即可适用于其他场合,增加了电源电路的使用范围,具有较好的实用性。
此处还需要说明的是,上述电源电路中的器件重量较轻,对无人机飞行机载重性能影响较小。
实施例2
根据本实用新型实施例,还提供了一种无人机系统的实施例,该无人机系统包括实施例1中任意一项的无人机系统的电源电路。
通过本实用新型上述实施例,可以通过第一保护电路释放雷电能量,再通过第二保护电路抑制尖峰电压,进一步通过第三保护电路进行滤波,最后通过降压电路将直流电源输出的直流电压降低为预设电压,从而实现对外界复杂干扰信号的抑制,增强了无人机系统的电源稳定性即系统寿命,进一步解决了现有技术中无人机系统的电源电路抗干扰能力差,降低了电源电路的稳定性及使用寿命的技术问题。因此,通过本实用新型上述实施例,提升了无人机系统的电源电路的抗干扰能力,增加了无人机系统的整体使用寿命。并且,上述电源电路中的器件重量较轻,对无人机飞行机载重性能影响较小。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本实用新型的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人机系统的电源电路,其特征在于,包括:
第一保护电路,与直流电源连接,用于释放雷电能量;
第二保护电路,与所述第一保护电路连接,用于抑制尖峰电压;
第三保护电路,与所述第二保护电路连接,用于对所述直流电源输出的直流电压进行滤波;
降压电路,与所述第三保护电路连接,用于将所述直流电压降低为预设电压。
2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述第一保护电路包括:
防雷器件,一端与所述直流电源连接,另一端接地线。
3.根据权利要求2所述的电源电路,其特征在于,所述防雷器件为防雷管。
4.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述第二保护电路包括:
第一浪涌抑制器件,一端与所述第一保护电路连接,另一端接地线;
第二浪涌抑制器件,串联在所述第一浪涌抑制器件和所述第三保护电路之间。
5.根据权利要求4所述的电源电路,其特征在于,所述第一浪涌抑制器件为压敏电阻,所述第二浪涌抑制器件为热敏电阻。
6.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述第三保护电路包括:
第一滤波器件,所述第一滤波器件的第一端与所述第二保护电路连接;
第三浪涌抑制器件,所述第三浪涌抑制器件的第一端与所述第一滤波器件的第二端连接,第二端接地线;
第二滤波器件,所述第二滤波器件的第一端与所述第三浪涌抑制器件的第一端连接,第二端接地线;
第三滤波器件,所述第三滤波器件的第一端与所述第二滤波器件的第一端连接,第二端接地线;
第四滤波器件,所述第四滤波器件的第一端与所述第三滤波器件的第一端连接,第二端接地线。
7.根据权利要求6所述的电源电路,其特征在于,所述第一滤波器件为滤波电感,
所述第三浪涌抑制器件为瞬态抑制二极管,所述第二滤波器件为电解电容,所述第三滤波器件为共模电感,所述第四滤波器件为无极电容。
8.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述降压电路包括:
降压器件,第一端与所述第三保护电路连接,第二端接地线。
9.根据权利要求8所述的电源电路,其特征在于,所述降压器件为开关降压器件。
10.一种无人机系统,其特征在于,包括:权利要求1至9中任意一项所述的无人机系统的电源电路。
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