CN210111579U - 一种保护电路、电池及飞行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电路技术领域,公开了一种保护电路、电池及飞行器。其中,保护电路用于对供电电路进行监控,包括:检测电路;开关电路,与所述检测电路连接;当所述检测电路检测到所述供电电路异常时,所述检测电路输出低电平,以使所述开关电路处于断开状态,以切断供电回路。本实用新型实施例提供的保护电路无需采用专用的保护芯片,可有效的节省成本;并且,还可通过调整保护电路的检测电路及开关电路的参数以适应不同的供电需要,有效提高保护的适应性及灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域,特别是涉及一种保护电路、具有该保护电路的电池,以及具有该电池的飞行器。
背景技术
在电路设计中,为了避免产品及其元器件的损坏,通常会对供电异常的情况进行保护处理,以延长产品使用寿命等。目前,对供电异常的情况进行保护处理的方式通常是:使用专用保护芯片等。
在实现本实用新型的过程中,发明人发现相关技术中至少存在如下问题:采用专用芯片一方面成本高;另一方面,由于专用芯片其参数在出厂前通常已固定设置好了,因此,其保护的适应性及灵活性不够。
实用新型内容
本实用新型实施例旨在提供一种保护电路、电池及飞行器,无需采用专用的保护芯片,可有效的节省成本;并且,还可通过调整保护电路的检测电路及开关电路的参数以适应不同的供电需要,有效提高保护的适应性及灵活性。
本实用新型实施例公开了以下技术方案:
在第一方面,本实用新型实施例提供了一种保护电路,用于对供电电路进行监控,包括:
检测电路;
开关电路,与所述检测电路连接;
当所述检测电路检测到所述供电电路异常时,所述检测电路输出低电平,以使所述开关电路处于断开状态,以切断供电回路。
可选的,所述保护电路还包括:输入正极、输出正极、输入负极、输出负极,其中,所述供电电路将供电电压施加于所述输入正极,并且,所述输入正极与所述输出正极连接;
所述检测电路包括检测输入端和检测输出端,所述检测输入端与所述输入正极及所述输出正极连接;
所述开关电路与所述检测输出端连接,并且,所述开关电路连接于输入负极与输出负极之间。
可选的,所述检测电路包括:异常采集电路、基准电路以及比较电路;
所述比较电路包括第一比较输入端、第二比较输入端及比较输出端;所述异常采集电路与所述第一比较输入端连接,所述基准电路与所述第二比较输入端连接,所述比较输出端与所述开关电路连接;
当检测到所述供电电路异常时,所述比较电路的比较输出端输出低电平,以使所述开关电路处于断开状态,以切断供电回路;
其中,所述供电电路异常由所述异常采集电路所输出的第一电压及所述基准电路所输出的第二电压所确定。
可选的,所述供电电路异常包括至少一种以下异常情况:所述供电电路发生过温和所述供电电路发生过压。
可选的,所述异常采集电路包括:过温采集电路、过压采集电路以及第一分压电路;
所述过温采集电路的输入端及所述过压采集电路的输入端均与所述输入正极连接,所述过温采集电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接,所述第一分压电路的输出端与所述过压采集电路的输出端连接,并且,所述第一分压电路的输出端作为所述异常采集电路的输出端与所述第一比较输入端连接。
可选的,所述过温采集电路包括温度传感器;
所述温度传感器的第一端作为所述过温采集电路的输入端与所述输入正极连接,所述温度传感器的第二端作为所述过温采集电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接。
可选的,所述过压采集电路包括:第一稳压二极管和第一电阻;
所述第一稳压二极管的阴极作为所述过压采集电路的输入端与所述输入正极连接,所述第一稳压二极管的第二端与所述第一电阻的第一端连接,所述第一电阻的第二端作为所述过压采集电路的输出端与所述第一分压电路的输出端连接。
可选的,所述第一分压电路包括第二电阻和第三电阻;
所述第二电阻的第一端作为所述第一分压电路的输入端与所述过温采集电路的输出端端连接,所述第二电阻的第二端作为所述第一分压电路的输出端与所述第一比较输入端连接,并且,所述第二电阻的第二端还与所述第三电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端接地。
可选的,所述基准电路包括第二分压电路;
所述第二分压电路的输入端与所述输入正极连接,所述第二分压电路的输出端作为所述基准电路的输出端与所述第二比较输入端连接。
可选的,所述第二分压电路包括第四电阻和第五电阻;
所述第四电阻的第一端作为所述第二分压电路的输入端与所述输入正极连接,所述第四电阻的第二端作为所述第二分压电路的输出端与所述第二比较输入端连接,并且,所述第四电阻的第二端还与所述第五电阻的第一端连接,所述第五电阻的第二端接地。
可选的,所述比较电路包括比较器;
所述比较器的反相输入端作为所述第一比较输入端与所述异常采集电路连接,所述比较器的正相输入端作为所述第二比较输入端与所述基准电路连接,所述比较器的输出端作为所述比较输出端与所述开关电路连接。
可选的,所述比较电路还包括第一电容,所述第一电容的第一端与所述比较器的反相输入端连接,所述第一电容的第二端接地。
可选的,所述检测电路还包括反馈电路,所述反馈电路的输入端与所述比较电路的比较输出端连接,所述反馈电路的输出端与所述比较电路的第二比较输入端连接。
可选的,所述反馈电路包括第一二极管及第六电阻,所述第一二极管的阴极作为所述反馈电路的输入端与所述比较电路的比较输出端连接,所述第一二极管的阳极与所述第六电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端作为所述反馈电路的输出端所述比较电路的第二比较输入端连接。
可选的,所述检测电路还包括:电压保持电路;
所述电压保持电路包括保持输入端及保持输出端,所述保持输入端与所述输入正极连接,所述保持输出端分别与所述过温采集电路的输入端及所述基准电路的输入端连接;
所述电压保持电路用于对所述供电电压进行稳压处理,以得到基准电压,并将所述基准电压输入至所述过温采集电路的输入端及所述基准电路的输入端。
可选的,所述电压保持电路包括第一稳压电路;
所述第一稳压电路的输出端分别与所述过温采集电路的输入端及所述基准电路的输入端连接,所述第一稳压电路用于对所述供电电压进行第一稳压处理,以得到所述基准电压;
其中,所述第一稳压电路包括第七电阻及可控稳压管,所述第七电阻的第一端与所述输入正极连接,所述第七电阻的第二端作为所述电压保持电路的保持输出端与所述可控稳压管的参考极及所述可控稳压管的阴极连接,所述可控稳压管的阳极接地。
可选的,所述电压保持电路还包括第二稳压电路,所述第二稳压电路包括稳压输入端与稳压输出端;
所述稳压输入端与所述输入正极连接,所述稳压输出端分别与所述比较电路及第一稳压电路连接,所述第二稳压电路用于对所述供电电压进行第二稳压处理,以得到工作电压,所述工作电压用于驱动所述比较电路及第一稳压电路工作。
可选的,所述第二稳压电路包括:第二二极管、第八电阻及第二电容;
所述第二二极管的阳极作为所述稳压输入端与所述输入正极连接,所述第二二极管的阴极与所述第八电阻的第一端连接,所述第八电阻的第二端作为所述稳压输出端与所述比较电路及所述第一稳压电路连接,并且,所述第八电阻的第二端还与所述第二电容的第一端连接,所述第二电容的第二端接地。
可选的,所述第二稳压电路还包括第二稳压二极管,所述第二稳压二极管的阳极接地,所述第二稳压二极管的阴极与所述第八电阻的第二端连接。
可选的,所述开关电路包括:第三分压电路和MOS管;
所述第三分压电路的输入端作为所述开关电路的输入端与所述检测电路连接,所述第三分压电路的输出端与所述MOS管的栅极连接,所述MOS管的源极与所述输入负极连接,并且,所述MOS管的源极接地,所述MOS管的漏极与所述输出负极连接。
可选的,所述第三分压电路包括第九电阻和第十电阻;
所述第九电阻的第一端作为所述第三分压电路的输入端与所述检测电路连接,所述第九电阻的第二端作为所述第三分压电路的输出端与所述MOS管的栅极连接,并且,所述第九电阻的第二端还与所述第十电阻的第一端连接,所述第十电阻的第二端接地。
可选的,所述开关电路包括:第三电容和第四电容;
所述第三电容的第一端与所述MOS管的栅极连接,所述第三电容的第二端与所述MOS管的源极连接,所述第四电容的第一端与所述MOS管的漏极连接,所述第四电容的第二端与所述MOS管的源极连接。
在第二方面,本实用新型实施例提供了一种电池,包括壳体、收容于所述壳体内的电芯和与所述电芯电连接的供电电路,所述电池还包括如上所述的保护电路,所述供电电路与所述保护电路电连接。
在第三方面,本实用新型实施例提供了一种飞行器,包括机身、与所述机身相连的机臂、设于所述机臂的动力装置和设于所述机身的电池,所述电池为上述的电池,所述电池用于给所述飞行器供电。
在本实用新型各个实施例中,当保护电路的检测电路检测到供电电路异常时,所述检测电路输出低电平,以使保护电路的开关电路处于断开状态,以切断供电回路,以便防止异常供电情况造成产品及产品元器件的损坏,如造成电池或飞行器等及其元器件的损坏,从而提高电池及飞行器的使用寿命。一方面,该保护电路无需采用专用的过压保护芯片,因此,可以有效的节省成本;另一方面,可通过调整保护电路的检测电路及开关电路的参数以适应不同的供电需要,从而有效提高保护的适应性及灵活性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本实用新型实施例提供的一种保护电路的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的另一种保护电路的结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的一种保护电路的电路图;
图4是本实用新型实施例提供的另一种保护电路的电路图;
图5是本实用新型实施例提供的负温度系数热敏电阻的电阻值与温度对应关系表;
图6是本实用新型实施例提供的另一种保护电路100a的电路图;
图7是本实用新型实施例提供的另一种保护电路100b的电路图;
图8是本实用新型实施例提供的一种电池的示意图;
图9是本实用新型实施例提供的一种飞行器的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在电路设计中,为了避免产品及其元器件的损坏,通常会对供电异常的情况进行保护处理,以延长产品使用寿命等。例如,当发生过压、过温等异常情况时,及时进行过压保护、过温保护等,以避免因过压、过温等异常情况导致的线路中的元器件等因发热、击穿而烧坏甚至起火的情况的发生。
目前,针对异常情况进行保护处理的常规的做法有:使用专用过压保护芯片实现保护;利用处理器检测、控制以实现保护等。
对于采用专用芯片的方式,一方面,其成本高;另一方面,由于专用芯片其参数在出厂前通常已固定设置好了,因此,其保护的适应性及灵活性不够。
而对于处理器检测、控制的方式而言,虽然可以提高保护的适应性及灵活性,但是由于其是采用软件、程序控制的,容易出现程序跑飞、栓锁等程序故障,其可靠性不高。
基于上述情况,本实用新型实施例提供了一种保护电路、电池及飞行器,其中,该保护电路用于对供电电路进行监控。该保护电路包括:检测电路及与该检测电路连接的开关电路。当所述检测电路检测到供电电路异常时,所述检测电路输出低电平,以使所述开关电路处于断开状态,以切断供电回路,以便防止异常供电情况造成产品及产品元器件的损坏,如造成电池或飞行器等及其元器件的损坏,从而提高电池及飞行器的使用寿命。
一方面,该保护电路无需采用专用的保护芯片,因此,可以有效的节省成本;另一方面,可通过调整保护电路的检测电路及开关电路的参数以适应不同的供电需要,从而有效提高保护的适应性及灵活性。
此外,由于该保护电路是一个由电子元器件搭建的硬件装置,因此,可避免因程序控制而导致程序跑飞、栓锁等程序故障,提高保护的可靠性。
下面结合附图,对本实用新型实施例提供的保护电路、电池及飞行器进行具体说明。
请参阅图1,是本实用新型实施例提供一种保护电路的示意图。其中,该保护电路100可以适用于各种产品或电子设备等,例如,电池、飞行器、汽车、终端设备(如手机、平板、可穿戴设备)、家用电器设备(如空调、冰箱)等等,以监控各种产品或电子设备的供电情况,从而保证产品或电子设备的正常运行。
下面以电池作为产品或电子设备的示例,对本实用新型实施例提供的保护电路100进行具体描述。
其中,该保护电路100用于对供电电路进行监控。该保护电路100 包括:检测电路10和开关电路20。其中,该检测电路10与该开关电路 20连接。
当所述检测电路10检测到供电电路异常时,所述检测电路10输出低电平,以使所述开关电路20处于断开状态,以切断供电回路,以便防止异常供电情况造成产品及产品元器件的损坏,如造成电池或飞行器等及其元器件的损坏,从而提高电池及飞行器的使用寿命。
本实用新型实施例提供的保护电路100无需采用专用的保护芯片,因此,可以有效的节省成本;另一方面,可通过调整保护电路100的检测电路10及开关电路20的参数以适应不同的供电需要,从而有效提高保护的适应性及灵活性。
如图2所示,该保护电路100还包括:输入正极IN+、输出正极OUT+、输入负极IN-、输出负极OUT-。其中,所述供电电路将供电电压施加于所述输入正极IN+,并且,所述输入正极IN+与所述输出正极OUT+连接。
其中,该供电电路可以为各种类型的用于为各种用电设备提供电能以驱动用电设备工作的电路。例如,处理器的供电电路(CPU供电电路)、电机供电电路等。例如,通过电机供电电路为飞行器的电机供电,以驱动电机旋转,从而带动螺旋桨旋转,以实现飞行器的飞行。
保护电路100的输入正极IN+是指与该供电电路的正极连接的端口,保护电路100的输入负极IN-是与指与该供电电路的负极连接的端口,保护电路100的输出正极OUT+和输出负极OUT-为用于连接用电设备的两个端口,也即,用电设备连接于输出正极OUT+与输出负极OUT-之间。
其中,通过供电电路、保护电路100及用电设备的连接以形成供电回路。供电电压由供电电路输出,经过保护电路100进行保护处理后,输入至用电设备,以驱动用电设备工作。并且,供电电路可接收外部电源的输入。外部电源输入到供电电路处理后得到供电电压。该保护处理包括:当出现供电异常时切断供电回路;或者,在供电正常时保持供电回路导通,已将供电电压输入至用电设备,从而驱动用电设备工作。
例如,以电池为例,电池包括电芯、供电电路及保护电路100,电芯与供电电路连接,以将电芯输出的电压输入至供电电路。电芯输出的电压经供电电路处理后得到供电电压。并且,供电电路与保护电路100 连接,以将该供电电压输入至该保护电路100。
具体的,电芯的正极与供电电路的正极连接,电芯的负极与供电电路的负极连接。并且,供电电路的正极与保护电路100的输入正极IN+ 连接,供电电路的负极与保护电路100的输入负极IN-连接,以将供电电压输入至该保护电路100的输入正极IN+。并且,用电设备连接与该保护电路100的输出正极OUT+与输出负极OUT-之间,该供电电压通过保护电路100的处理后输入至用电设备,以为该用电设备供电。
例如,当供电正常时,供电电压输出至与该电池连接的飞行器的动力系统等用电模块中,以驱动该动力系统工作,从而实现飞行器的飞行。或者,当供电异常时,保护电路100切断供电回路,以防止供电异常而损坏与该电池连接的飞行器的动力系统等用电模块或电池本身。
需要说明的是,上述电池可以为任何类型的电池,如锂电池、镉镍电池、镍氢电池、铅酸电池等等。并且该电池为由若干个单体电池(电芯)串联而成。电池采用若干个单体电池串联而成以便于满足各种用电设备的供电需求。例如,满足无人机等飞行器的电机升空的功率需要。例如,该电池包括有4个或4个以上的单体电池,该4个或4个以上的单体电池串联连接,以满足不同的供电需求。
在一些实现方式中,上述检测电路10与开关电路20连接具体包括:所述检测电路10包括检测输入端101和检测输出端102。其中,所述检测输入端101与所述输入正极IN+及所述输出正极OUT+连接;所述开关电路20与所述检测输出端102连接。
并且,所述开关电路20连接于输入负极IN-与输出负极OUT-之间。由于用于切断供电回路的开关电路20置于输入负极IN-与输出负极 OUT-之间,因此,对于在发生供电异常时用于切断供电回路的开关电路 20中的开关元器件(如MOS管、三极管等开关元件)可以选用内阻较低、价格较低的开关元器件,以便减少保护电路100的电量损耗,进一步节约成本,特别适合大电流供电电路。
需要说明的是,在一些实施例中,所述开关电路20还可以连接于输入正极IN+与输出正极OUT+之间。当所述开关电路20设置于输入正极IN+与输出正极OUT+之间时,开关电路20可以把供电电路关断的更彻底,避免了一些漏电功耗等,降低路线的功耗。
下面结合图3和图4,对本实用新型实施例提供的保护电路100以及保护电路100的检测电路10和开关电路20进行具体说明。
请参阅图3,该检测电路10包括:异常采集电路103、基准电路104 以及比较电路105。其中,该异常采集电路103及基准电路104均与比较电路105连接;并且,该比较电路105与开关电路20连接。
具体的,所述比较电路105包括第一比较输入端1051、第二比较输入端1052及比较输出端1053。其中,所述异常采集电路103与所述第一比较输入端1051连接,所述基准电路104与所述第二比较输入端1052 连接,所述比较输出端1053与所述开关电路20连接。
当检测到所述供电电路异常时,所述比较电路105的比较输出端 1053输出低电平,以使所述开关电路20处于断开状态,以切断供电回路。
其中,所述供电电路异常由所述异常采集电路103所输出的第一电压及所述基准电路104所输出的第二电压所确定。也即,通过比较电路 105将所述异常采集电路103所输出的第一电压及所述基准电路104所输出的第二电压进行比较,根据比较的结果,确定是否供电电路是否存在供电异常的情况。
例如,当第一电压大于或等于第二电压时,比较电路105输出高电平,当第一电压小于第二电压时,比较电路105输出低电平;或者,当第一电压大于或等于第二电压时,比较电路105输出低电平,当第一电压小于第二电压时,比较电路105输出高电平。
其中,所述供电电路异常包括至少一种以下异常情况:所述供电电路发生过温和所述供电电路发生过压。
由于受内部或外部因素的影响,通常在供电过程中会存在多种异常情况。例如,发生过压、过温等异常情况。而通过本实用新型实施例提供的保护电路100可以对供电电路异常中的供电电路发生过温、供电电路发生过压等异常情况进行保护。
具体的,所述异常采集电路103包括:过温采集电路1031、过压采集电路1032以及第一分压电路1033。其中,该过温采集电路1031和过压采集电路1032均与该第一分压电路1033连接。
具体的,所述过温采集电路1031的输入端及所述过压采集电路1032 的输入端均与所述输入正极IN+连接,所述过温采集电路1031的输出端与所述第一分压电路1033的输入端连接,所述第一分压电路1033的输出端与所述过压采集电路1032的输出端连接,并且,所述第一分压电路1033的输出端作为所述异常采集电路103的输出端与所述比较电路 105的第一比较输入端1051连接。
在一些实现方式中,该过温采集电路1031包括温度传感器RT1。
其中,所述温度传感器RT1的第一端作为所述过温采集电路1031 的输入端与所述输入正极IN+连接,所述温度传感器RT1的第二端作为所述过温采集电路1031的输出端与所述第一分压电路1033的输入端连接。
其中,该温度传感器RT1可以为任何合适的温度传感器。例如,该温度传感器RT1可以为负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient,NTC)。该负温度系数热敏电阻具有温度越高,电阻值越低的特性。
其中,该负温度系数热敏电阻的电阻值与温度一一对应,具体的可以参见图5中负温度系数热敏电阻的电阻值与温度对应关系表。通过负温度系数热敏电阻可以及时反映出供电过程中的温度,以便及时进行过温保护。
请复参阅图3,所述过压采集电路1032包括:第一稳压二极管ZD1 和第一电阻R1。其中,该第一稳压二极管ZD1与该第一电阻R1连接。
具体的,所述第一稳压二极管ZD1的阴极作为所述过压采集电路 1032的输入端与所述输入正极IN+连接,所述第一稳压二极管ZD1的第二端与所述第一电阻R1的第一端连接,所述第一电阻R1的第二端作为所述过压采集电路1032的输出端与所述第一分压电路1033的输出端连接。
其中,第一稳压二极管ZD1具有单向导通及超过耐压值时被反向击穿的特性。也即,在正常工作情况下,当第一稳压二极管ZD1阳极的电压大于阴极的电压时,第一稳压二极管ZD1导通;而当施加于第一稳压二极管ZD1阴极的电压大于第一稳压二极管ZD1的耐压值时,第一稳压二极管ZD1被反向击穿。因此,通过第一稳压二极管ZD1可以及时的反映出供电过程中的供电电压,以便及时进行过压保护。
由此可知,本实用新型实施例所提供的保护电路100的过压值可以通过调整所述第一稳压二极管ZD1的耐压值来实现,也即,可以通过选用不同耐压值的第一稳压二极管ZD1,以适应不同的供电需要。
由于第一稳压二极管ZD1的响应时间很短,采用该第一稳压二极管 ZD1可以有效的提高保护电路100的响应速度。而较快的反应速度可以有效的防止发生过压时,迅速的切断供电回路,避免产品及相关元器件被损坏。此外,第一稳压二极管ZD1的成本低廉,可以有效的节约成本。
需要说明的是,该第一稳压二极管ZD1可以为任何合适的二极管,只要能够实现单向导通、超过耐压值时被反向击穿即可,也即正向导通,反向阻断,超过耐压值时被反向击穿。例如,该第一稳压二极管ZD1可以为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)等等。
在一些实现方式中,该第一稳压二极管ZD1可以为任何型号的二极管,例如,该第一稳压二极管ZD1可以为型号为BZX384-B16的二极管等。
其中,所述第一电阻R1用于限流,以防止过高的电流损坏比较电路105中的元器件,从而确保比较电路105的正常工作。该第一电阻R1 的阻值可以根据实际需要选取,例如,该第一电阻R1的阻值为1KΩ。
其中,所述第一分压电路1033包括第二电阻R2和第三电阻R3。其中,第二电阻R2与第三电阻R3连接。
具体的,所述第二电阻R2的第一端作为所述第一分压电路1033的输入端与所述过温采集电路1031的输出端连接,所述第二电阻R2的第二端作为所述第一分压电路1033的输出端与所述第一比较输入端1051 连接,并且,所述第二电阻R2的第二端还与所述第三电阻R3的第一端连接,所述第三电阻R3的第二端接地GND。
其中,施加于第一比较输入端1051电压也即为施加于第三电阻R3 上的电压。
其中,所述基准电路104包括:第二分压电路1041。该第二分压电路1041与比较电路105连接。
具体的,所述第二分压电路1041的输入端与所述输入正极IN+连接,所述第二分压电路1041的输出端作为所述基准电路104的输出端与所述第二比较输入端1052连接。
在一些实现方式中,所述第二分压电路1041包括第四电阻R4和第五电阻R5。其中,该第四电阻R4和第五电阻R5连接。
具体的,所述第四电阻R4的第一端作为所述第二分压电路1041的输入端与所述输入正极IN+连接,所述第四电阻R4的第二端作为所述第二分压电路1041的输出端与所述第二比较输入端1052连接,并且,所述第四电阻R4的第二端还与所述第五电阻R5的第一端连接,所述第五电阻R5的第二端接地GND。
其中,所述比较电路105包括:比较器U1。该比较器U1的两输入端分别与异常采集电路103及基准电路104连接,该比较器U1的输出端与开关电路20连接。
具体的,所述比较器U1的反相输入端作为所述第一比较输入端1051 与所述异常采集电路103连接,所述比较器U1的正相输入端作为所述第二比较输入端1052与所述基准电路104连接,所述比较器U1的输出端作为所述比较输出端1053与所述开关电路20连接。
需要说明的是,比较器U1可以为任意合适的电压比较器或可实现电压比较功能的芯片。也即,比较器U1可以为任意合适的可实现当其正相输入端的电压大于反相输入端的电压时,输出高电平,当其正相输入端的电压小于反相输入端的电压时,输出低电平的电压比较器或电压芯片。例如,该比较器U1可以为TP2271或其他电压比较芯片等。
在一些实施例中,为了在比较器U1的反相输入端输入平滑稳定的电压,如图4所示,所述比较电路105还包括第一电容C1。
其中,所述第一电容C1的第一端与所述比较器U1的反相输入端连接,所述第一电容C1的第二端接地GND。所述第一电容C1用于实现滤波功能,以使比较器U1的反相输入端获得平滑稳定的电压。
在一些实施例中,为了防止临界值时的波动干扰,所述检测电路10 还包括反馈电路106,具体的可见图4。
其中,所述反馈电路106的输入端与所述比较电路105的比较输出端1053连接,所述反馈电路106的输出端与比较电路105的第二比较输入端1052连接。
具体的,所述反馈电路106的输入端与比较电路105的比较器U1 的输出端连接,所述反馈电路106的输出端与比较电路105的比较器U1 的正相输入端连接。
其中,反馈电路106用于实现回滞功能,具体的,当供电电路由异常情况恢复到正常供电的临界点时,反馈电路106通过拉低比较器U1 的正相输入端的电压,使得比较器U1的输出端不会马上输出高电平,而是经过一段时间的延时后,也即比较器U1的反相输入端的电压再降低到一定程度时,比较器U1才能输出高电平,以使开关电路20处于导通状态,从而使得供电回路导通。
通过该反馈电路106可以有效的防止在临界值(如临界温度或临界电压)的时候,比较器U1反复的输出高电平或低电平,从而导致开关电路20反复的导通或关断,而造成供电回路中的供电电压波动,从而损坏产品或相关元器件。
如图4所示,所述反馈电路106包括第一二极管D1及第六电阻R6,所述第一二极管D1的阴极作为所述反馈电路106的输入端与所述比较电路105的比较输出端1053(如比较器U1的输出端)连接,所述第一二极管D1的阳极与所述第六电阻R6的第一端连接,所述第六电阻R6 的第二端作为所述反馈电路106的输出端与比较电路105的第二比较输入端1052(如比较器U1的正相输入端)连接。
当供电电路异常时,所述比较器U1的输出端输出低电平,以使所述开关电路20处于关断状态,以切断供电回路。而后,当供电电路由异常恢复到正常的临界值时,此时,比较器U1的输出端输出低电平,由于第一二极管D1及第六电阻R6构成的反馈电路106的存在,第一二极管D1正向导通,所以比较器U1的正相输入端的电压会被第五电阻R5 和第六电阻R6并联的电阻拉低一些,所以当供电电路由异常恢复到正常的临界值时之后比较器U1不会立马输出高电平,而是经过一段时间的延时后,也即比较器U1的反相输入端的电压再降低到一定程度时,比较器U1才能输出高电平,以使开关电路20处于导通状态,从而使得供电回路导通。也即,该第一二极管D1及第六电阻R6所组成的反馈电路106起到一个回滞的效果,可以有效的防止临界值时的波动干扰。
需要说明的是,该第一二极管D1可以为任何合适的二极管,只要能够实现单向导通功能即可,也即正向导通,反向阻断。例如,该第一二极管D1可以为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)等等。
在一些实现方式中,该第一二极管D1可以为任何型号的二极管,例如,该第一二极管D1可以为型号为1N4148WS的二极管等。
在一些实施例中,为了防止供电电压的波动对检测电路10对异常的检测的干扰,所述检测电路10还包括:电压保持电路107。
其中,所述电压保持电路107包括保持输入端1071及保持输出端 1072。所述保持输入端1071与所述输入正极IN+连接,所述保持输出端 1072分别与所述过温采集电路1031的输入端及所述基准电路104的输入端连接。
所述电压保持电路107用于对所述供电电压进行稳压处理,以得到基准电压,并将所述基准电压输入至所述过温采集电路1031的输入端及所述基准电路104的输入端。
在一些实现方式中,该电压保持电路107包括第一稳压电路1073。其中,所述第一稳压电路1073分别与所述过温采集电路1031及所述基准电路104连接。所述第一稳压电路1073用于对输入至该电压保持电路107的供电电压进行第一稳压处理,以得到所述基准电压。
其中,该基准电压为比较电路105的电压的比较的参考标准。具体的,基准电压输入到基准电路104中,经过基准电路104的分压处理后的电压输入至比较电路105的第二比较输入端1052,以与比较电路105 的第一比较输入端1051的电压进行比较。也即,基准电压经过基准电路104的分压处理后的电压即为比较电路105的参考电压。
需要说明的是,该基准电压的大小可以根据需要进行调整,例如,该基准电压可以为2.5V、3V、3.5V等等。也即,该基准电压的大小不受限制。
在一些实现方式中,所述第一稳压电路1073包括第七电阻R7及可控稳压管U2。
所述第七电阻R7的第一端与所述输入正极IN+连接,所述七电阻 R7的第二端作为所述电压保持电路107的保持输出端1072与所述可控稳压管U2的参考极(R极)及所述可控稳压管U2的阴极(K极)连接,所述可控稳压管U2的阳极(A极)接地GND。
其中,所述第七电阻R7用于限流,以防止过高的电流损坏可控稳压管U2,从而确保可控稳压管U2的正常工作。所述可控稳压管U2用于对所述供电电压进行第一稳压处理,以得到所述基准电压。
例如,当供电电压波动时,通过可控稳压管U2对该供电电压进行第一稳压处理,从而为比较电路105输入稳定的基准电压,比如,输入2.5V的基准电压。
其中,该可控稳压管U2可以为任何合适的实现可控稳压功能的芯片。例如,该可控稳压管U2可以为TL431或其他可控稳压芯片等。该第七电阻R7的阻值可以根据实际需要选取,例如,该第七电阻R7的阻值为20KΩ。
由于比较电路105及第一稳压电路1073也需要电压的驱动,因此,为了确保检测电路10中的比较电路105及第一稳压电路1073可正常工作,也需要为比较电路105及第一稳压电路1073的驱动提供稳定的电压。
基于此,在一些实施例中,所述电压保持电路107还包括第二稳压电路1074。其中,所述第二稳压电路1074包括稳压输入端与稳压输出端。所述稳压输入端与所述输入正极IN+连接,所述稳压输出端分别与所述比较电路105及第一稳压电路1073连接。
所述第二稳压电路1074用于对所述供电电压进行第二稳压处理,以得到工作电压,所述工作电压用于驱动所述比较电路105及第一稳压电路1073工作。通过该第二稳压电路1074以为比较电路105及第一稳压电路1073提供稳定的工作电压。
需要说明的是,当所述电压保持电路107包括第二稳压电路1074 时,上述第七电阻R7的第一端与所述输入正极IN+连接,是指第七电阻 R7的第一端通过第二稳压电路1074与所述输入正极IN+连接。
在一些实现方式中,所述第二稳压电路1074包括:第二二极管D2、第八电阻R8及第二电容C2。
其中,所述第二二极管D2的阳极作为所述稳压输入端与所述输入正极IN+连接,所述第二二极管D2的阴极与所述第八电阻R8的第一端连接,所述第八电阻R8的第二端作为所述稳压输出端与比较电路105 及第一稳压电路1073连接,并且,所述第八电阻R8的第二端还与所述第二电容C2的第一端连接,所述第二电容C2的第二端接地GND。
当所述供电电压波动时,第二电容C2的储能作用与第二二极管D2 的单通特性使得第二稳压电路1074依然能保持输出的工作电压在短时间内不受波动的作用,从而保证所述比较电路105及第一稳压电路1073 的正常工作。
并且,当所述供电电压突然被拉高时,由于第八电阻R8的限流作用,从而保证第二稳压电路1074所输出的工作电压保持在一个合理的电压范围内,从而保证所述比较电路105及第一稳压电路1073的正常工作。
并且,第二二极管D2具有单向单通特性,因此,其可以实现防反灌功能,也即,在出现反接时,如供电电路的正极与该保护电路100的输入负极IN-连接,供电电路的负极与该保护电路100的输入正极IN+ 连接时,切断供电回路,以防止反灌。
由上可知,第二稳压电路1074的作用即是保证在剧烈变化的电压环境中,保证保护电路100的核心电路,如比较电路105的正常工作,从而确保保护电路100的可靠性。
在一些实施例中,为了防止第二稳压电路1074输出的电压过高而损坏所述比较电路105及第一稳压电路1073,以及进一步保障第二稳压电路1074输出的电压稳定等,请参阅4,所述第二稳压电路1074还包括第二稳压二极管ZD2。
其中,所述第二稳压二极管ZD2的阳极接地GND,所述第二稳压二极管ZD2的阴极与所述第八电阻R8的第二端连接。
需要说明的是,该第二稳压二极管ZD2可以为任何合适的二极管,只要能够实现稳压功能即可。例如,该第二稳压二极管ZD2可以为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)等等。
在一些实现方式中,该第二稳压二极管ZD2可以为任何型号的二极管,例如,该第二稳压二极管ZD2可以为型号为BZX384-B18的二极管等。
还需要说明的是,在一些其它实施例中,上述电路中所述第七电阻 R7、可控稳压管U2、第二二极管D2、第八电阻R8、第二稳压二极管ZD2 与第二电容C2中一个或多个也可以由其他电子元器件的替代。例如,用滑动变阻器代替上述第七电阻R7、第八电阻R8。
并且,由第二稳压电路1074输出的工作电压可以通过调节各电子元器件参数,改变输出的工作电压的电压值。比如,增加第八电阻R8 的阻值而减小工作电压的电压值;选用其他类型的稳压二极管,使工作电压在供电电压过高的环境中工作电压的输出更加收敛等。
请复参阅图3,所述开关电路20包括:第三分压电路201和MOS管 Q1。其中,第三分压电路201和MOS管Q1连接。其中,MOS管Q1可以为N沟道MOS管。
具体的,所述第三分压电路201的输入端作为所述开关电路20的输入端与所述检测电路10连接,所述第三分压电路201的输出端与所述MOS管Q1的栅极(G极)连接,所述MOS管Q1的源极(S极)与所述输入负极IN-连接,并且,所述MOS管Q1的源极(S极)接地,所述 MOS管Q1的漏极(D极)与所述输出负极OUT-连接。
在一些实现方式中,所述第三分压电路201包括:第九电阻R9和第十电阻R10。其中,第九电阻R9与第十电阻R10连接。
具体的,所述第九电阻R9的第一端作为所述第三分压电路201的输入端与所述检测电路10连接,所述第九电阻R9的第二端作为所述第三分压电路201的输出端与所述MOS管Q1的栅极连接,并且,所述第九电阻R9的第二端还与所述第十电阻R10的第一端连接,所述第十电阻R10的第二端接地GND。
在一些实施例中,为了在MOS管Q1的栅源极、漏源极输入平滑稳定的电压,如图4所示,所述开关电路20包括:第三电容C3和第四电容C4。
所述第三电容C3的第一端与所述MOS管Q1的栅极连接,所述第三电容C3的第二端与所述MOS管Q1的源极连接,所述第四电容C4的第一端与所述MOS管Q1的漏极连接,所述第四电容C4的第二端与所述MOS 管Q1的源极连接。所述第三电容C3、第四电容C4均用于实现滤波功能,以使MOS管Q1的栅源极、漏源极获得平滑稳定的电压。
需要说明的是,在一些其它实施例中,上述MOS管Q1也可以用其它可实现上述MOS管Q1的功能的器件进行替代,并不局限于图中所列举器件。比如,所述MOS管Q1还可以为P沟道MOS管;或者,用三极管替代上述MOS管Q1。
其中,该三极管可以为NPN型晶体三极管。该三极管的基极(B极) 在电路中的连接结构与MOS管Q1的栅极在电路中的连接结构相同;该三极管的发射极(E极)在电路的连接结构与MOS管Q1的源极在电路中的连接结构相同,该三极管的集电极(C极)的电路的连接结构与MOS 管Q1漏极在电路中的连接结构相同,因此,在此不再赘述,具体可参考上述描述。
以下是本实用新型实施例提供的保护电路100的工作原理:
请参阅图3或图4,假设第一稳压电路1073的提供稳定基准电压为 2.5V、第一电阻R1的电阻值为1KΩ、第二电阻R2的电阻值为2KΩ、第三电阻R3的电阻值为10KΩ、第四电阻R4的电阻值为12KΩ、第五电阻R5的电阻值为10KΩ。
对于进行过压保护而言,当供电电路正常工作时,也即供电电路未发生过压时;或者,对于进行过温保护而言,当供电电路正常工作时,也即供电电路未发生过温时,假设环境温度25℃,负温度系数热敏电阻 RT1对应的电阻值大约100KΩ,并且结合上述假设可得输入至比较器U1 的正相输入端的电压大约为1.136V,输入至比较器U1的反相输入端的电压大约为0.223V,此时,比较器U1输出高电平,其中,由于第二稳压二极管ZD2的存在,使得输入至比较器U1的工作电压可以稳定在一个安全范围内(小于MOS管Q1的耐压值),如稳定在18V左右,所以比较器U1的输出端输出的电压也基本稳定在18V左右,从而不会烧坏MOS管Q1。此时,MOS管Q1处于导通状态,从而整个供电回路处于导通状态。此外,由于第一二极管D1的存在,比较器U1的输出端输出的高电平也不会反灌到比较器U1的正相输入端上。
当电路发生过压保护时,也即,供电电压超过预设电压阈值,例如,以第一稳压二极管ZD1为BZX384-B16为例,其击穿电压VZ在15.7V-16.3V之间,所以过压保护的过压保护值大约等于(VZ +(1.136-0.227))V,也即16.609V-17.209V之间。因此,当供电电压超过16.609V-17.209V的范围时,比较器U1的正相输入端的电压小于正相输入端的电压,比较器U1输出低电平,以使MOS管Q1处于断开状态,从而切断供电回路,也即发生了过温保护。
当供电电路发生过温时,也即,温度超过预设温度阈值,例如,温度超过80℃时,由图5的负温度系数热敏RT1电阻的不同温度的阻值表可得,当温度等于80℃时,负温度系数热敏RT1的电阻值为10KΩ,比较器U1的正相输入端的电压与正相输入端的电压大致相等,也即温度等于80℃为临界温度值。因此,当温度超过80℃时,比较器U1的正相输入端的电压小于正相输入端的电压,比较器U1输出低电平,以使MOS 管Q1处于断开状态,从而切断供电回路,也即发生了过温保护。
此外,当供电电路由异常情况恢复到正常供电的临界点(临界温度值或临界电压值)时,由于比较器U1的输出端输出低电平,所以比较器U1的正相输入端的电压会被第五电阻R5和第六电阻R6并联的电阻拉低一些(根据经验数据,电压大约降低了10%),所以当温度由80℃以降下来之后比较器U1不会立马输出高电平,大概会等到温度降低到 75℃时才会输出高电平;或者,当供电电压由16.609V-17.209V以降下来之后比较器U1不会立马输出高电平,大概会等到供电电压降低到 16.509V-17.109V时才会输出高电平,以使供电电路恢复正常工作。
该第一二极管D1及第六电阻R6所组成的反馈电路106起到一个回滞的效果,可以有效的防止在临界温度值或临界电压值的时候,比较器 U1反复的输出高电平或低电平,从而导致开关电路20反复的导通或关断,而造成供电回路中的供电电压波动,从而损坏产品或相关元器件。
需要说明的是,该预设温度阈值为发生过温的临界值,该预设电压阈值为发生过压的临界点。也即,该预设电压阈值用于界定是否发生过压,该预设温度阈值用于界定是否发生过温。
具体的,当供电电压大于预设电压阈值时,表明存在过压的情况,当供电电压小于或等于预设电压阈值时,表明未过压;当温度大于预设温度阈值时,表明存在过温的情况,当温度小于或等于预设温度阈值时,表明未过压。若发生过压或过温,则可能导致产品损坏及线路中的元器件等因发热、击穿而烧坏甚至起火。例如,导致电池损坏或导致依赖该电池供电的飞行器炸机等。
其中,该预设电压阈值、预设温度阈值可以根据实际情况进行调整,以适应不同供电需要,以及不同的供电需求。
还需要说明的是,保护电路100的过压保护的电压值可以根据需求调整,也不限于实例的数值,具体的电压保护范围可以通过调整第一稳压二极管ZD1的耐压值、第一电阻R1的电阻值、第四电阻R4的电阻值为12KΩ、第五电阻R5的电阻值为10KΩ实现。
并且,保护电路100的温度保护的温度值也可以根据需求调整,也不限于实例的数值,具体的温度保护范围可以通过调整负温度系数热敏电阻NTC、第二电阻R2的电阻值、第三电阻R3的电阻值、第四电阻R4 的电阻值、第五电阻R5的电阻值实现。
此外,可控稳压管U2也可以和比较器U1是一个二合一器件。例如,如图6所示,该保护电路100a与上述保护电路100的区别点在于,可控稳压管U2与比较器U1是一个二合一器件,也即可控稳压管U2的功能与比较器U1的功能可集成与一个芯片上,例如,集成于型号为AP4310 的芯片U1a。
在一些其他实施例中,上述可控稳压管U2还可以用其它可实现上述可控稳压管U2的功能的器件进行替代,并不局限于图中所列举器件。比如,用低压差线性稳压器(lowdropout regulator,LDO)代替上述可控稳压管U2。例如,如图7所示,该保护电路100b与上述保护电路 100的区别点在于,低压差线性稳压器替换上述可控稳压管U2。
在本实用新型实施例中,当所述检测电路10检测到供电电路异常时,所述检测电路10输出低电平,以使所述开关电路20处于断开状态,以切断供电回路,以便防止异常供电情况造成产品及产品元器件的损坏,如造成电池或飞行器等及其元器件的损坏,从而提高电池及飞行器的使用寿命。
本实用新型实施例提供的保护电路100无需采用专用的保护芯片,因此,可以有效的节省成本;另一方面,可通过调整保护电路100的检测电路10及开关电路20的参数以适应不同的供电需要,从而有效提高保护的适应性及灵活性。
并且,由于保护电路100为采用二极管、MOS管、电阻等搭建的纯硬件装置,因此,一方面可避免因程序控制而导致程序跑飞、栓锁等程序故障,提高保护的可靠性,另一方面可以有效的提高保护电路100的响应速度,节约成本,特别适用于过压、过温保护。且该保护电路100 的电器元件较少,比较节省线路空间,针对较小空间尺寸的产品是一个不错的选择。
此外,该保护电路100由于具有回滞功能,所以一定程度上避免了在过温、过压的临界点时,比较器U1反复的输出高电平或低电平,从而导致开关电路20反复的导通或关断,而造成供电回路中的供电电压波动,从而损坏产品或相关元器件。
请参阅图8,为本实用新型实施例提供的一种电池的示意图。其中,所述电池800可以是锰锌电池、铅蓄电池、锂电池或者其他类型供电模块等。所述电池800包括:壳体(图未示)、收容于所述壳体内的电芯 810和与所述电芯810电连接的供电电路820、电池的输入正极B+、电池的输出正极PACK+、电池的输入负极B-、电池的输出负极PACK-以及如上所述的保护电路100。其中,供电电路820与保护电路100连接。
需要说明第是,该电芯810的数量可以为若干个,也即,在本实施例中,该电芯810的数量不受限制。其中,若干个电芯串联连接,以适应不同的供电需要。
在一些实现方式中,电芯810的正极作为电池的输入正极B+与供电电路820的正极连接,并且,供电电路820的正极与保护电路100输入正极IN+连接,电芯810的负极作为电池的输入负极B-与供电电路820 的负极连接,并且,供电电路820的负极与保护电路100输入负极IN- 连接,保护电路100的输出正极OUT+作为电池的输出正极PACK+,保护电路100的输出负极OUT-作为电池的输出负极PACK-,以连接用电设备,为用电设备供电。
所述保护电路100的开关电路20连接于电池的输入负极B-与电池的输出负极PACK-之间。
其中,该电池的输入正极B+为电池800的总正端,也即为电池800 的最高电压端。该电池的输入负极B-为电池800的总负端,也即为电池 800的最低电压端。
该电池的输出正极PACK+为电池800的正极输出端。该电池的输出正极PACK+也为电池800的正极充电端口。该电池的输出负极PACK-为电池800的负极输出端,并且,该电池的输出负极PACK-为电池800的负极充电端口。
当电池800放电且无异常情况时,放电电流由电池的输入正极B+、输出正极PACK+,经用电设备等负载回到电池的输出负极PACK-。
需要说明的是,在一些实施例中,所述保护电路100还可以连接于电池的输入正极B+与电池的输出正极PACK+之间。
在本实用新型实施例中,电池800的保护电路100可以对过温过压等异常情况进行保护。
并且,当保护电路100连接于电池的输入负极B-与电池的输出负极 PACK-之间时,对于在发生供电异常时用于切断供电回路的开关电路20 中的开关元器件(如MOS管、三极管等开关元件)可以选用内阻较低、价格较低的开关元器件,以便减少保护电路100的电量损耗,进一步节约成本,特别适合大电流供电电路。
请参阅图9,为本实用新型实施例提供的一种飞行器的示意图。其中,该飞行器900包括:机身(图未示)、与所述机身相连的机臂(图未示)、设于所述机臂的动力装置910和设于所述机身的电池。其中,飞行器900的电池可以为上述电池800。所述电池800用于为所述飞行器900供电。
该电池800可以无需采用专用的保护芯片,因此,可以有效的节省成本;另一方面,可通过调整保护电路100的检测电路10及开关电路 20的参数以适应不同的供电需要,从而有效提高保护的适应性及灵活性。
其中,该飞行器900可以为无人机、无人船或其它可移动装置等等。以无人机为例,该无人机可以是旋翼飞行器(rotorcraft),例如,由多个推动装置通过空气推动的多旋翼飞行器,本实用新型的实施例并不限于此,无人机也可以是其它类型的无人机,如固定翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等等。
其中,其中,电池800分别与动力装置910、飞行控制系统、云台、图像采集装置连接,以为动力装置910、飞行控制系统、云台、图像采集装置提供电力。例如,通过电池800为动力装置910及飞行控制系统提供电力,从而保证动力装置910及飞行控制系统的正常工作,以实现飞行器900的飞行,从而完成指定的飞行任务。
此外,动力装置910设置于飞行器900的机臂,飞行控制系统设置于飞行器900的机身内,云台安装于飞行器900的机身,飞行控制系统可以与动力装置910、云台、图像采集装置进行耦合,以实现通信。
动力装置910可以包括电子调速器(简称为电调)、一个或多个螺旋桨以及与一个或多个螺旋桨相对应的一个或多个电机,其中,电机连接在电子调速器与螺旋桨之间,电机和螺旋桨设置在对应的飞行器900的机臂上。
电子调速器用于接收飞行控制系统产生的驱动信号,并根据驱动信号提供驱动电流给电机,以控制电机的转速。电机用于驱动螺旋桨旋转,从而为飞行器900的飞行提供动力,该动力使得飞行器900能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中,飞行器900可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如,上述旋转轴可以包括横滚轴、平移轴和俯仰轴。可以理解的是,电机可以是直流电机,也可以交流电机。另外,电机可以是无刷电机,也可以有刷电机。
飞行控制系统可以包括飞行控制器和传感系统。飞行控制器和传感系统连接。
传感系统用于测量飞行器900的姿态信息,即飞行器900在空间的位置信息和状态信息,例如,三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感系统例如可以包括陀螺仪、电子罗盘、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、视觉传感器、全球导航卫星系统和气压计等传感器中的至少一种。例如,全球导航卫星系统可以是全球定位系统(Global Positioning System,GPS)。飞行控制器用于控制飞行器900的飞行,例如,可以根据传感系统测量的姿态信息控制飞行器900的飞行。
可以理解的是,飞行控制器可以按照预先编好的程序指令对飞行器 900进行控制,也可以通过响应来自其它设备的一个或多个控制指令对飞行器900进行控制。
云台可以包括电调和电机。其中,云台的电调和电机连接。云台用于搭载图像采集装置。飞行控制器可以通过电调和电机控制云台的运动。
可选地,在一些其它实施例中,云台还可以包括控制器,用于通过控制电调和电机来控制云台的运动。可以理解的是,云台可以独立于飞行器900,也可以为飞行器900的一部分。可以理解的是,云台的电机可以是直流电机,也可以交流电机。另外,云台的电机可以是无刷电机,也可以有刷电机。还可以理解的是,云台可以位于机身的顶部,也可以位于机身的底部。
图像采集装置可以是照相机或摄像机等用于采集图像的装置,图像采集装置可以与飞行控制系统通信,并在飞行控制系统的控制下进行拍摄。
可以理解的是,上述对于飞行器900的各组成部分的命名仅是出于标识的目的,并不应理解为对本实用新型的实施例的限制。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;在本实用新型的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。
Claims (24)
1.一种保护电路,用于对供电电路进行监控,其特征在于,包括:
检测电路;
开关电路,与所述检测电路连接;
当所述检测电路检测到所述供电电路异常时,所述检测电路输出低电平,以使所述开关电路处于断开状态,以切断供电回路。
2.根据权利要求1所述的保护电路,其特征在于,所述保护电路还包括:输入正极、输出正极、输入负极、输出负极,其中,所述供电电路将供电电压施加于所述输入正极,并且,所述输入正极与所述输出正极连接;
所述检测电路包括检测输入端和检测输出端,所述检测输入端与所述输入正极及所述输出正极连接;
所述开关电路与所述检测输出端连接,并且,所述开关电路连接于输入负极与输出负极之间。
3.根据权利要求2所述的保护电路,其特征在于,所述检测电路包括:异常采集电路、基准电路以及比较电路;
所述比较电路包括第一比较输入端、第二比较输入端及比较输出端;所述异常采集电路与所述第一比较输入端连接,所述基准电路与所述第二比较输入端连接,所述比较输出端与所述开关电路连接;
当检测到所述供电电路异常时,所述比较电路的比较输出端输出低电平,以使所述开关电路处于断开状态,以切断供电回路;
其中,所述供电电路异常由所述异常采集电路所输出的第一电压及所述基准电路所输出的第二电压所确定。
4.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述供电电路异常包括至少一种以下异常情况:所述供电电路发生过温和所述供电电路发生过压。
5.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述异常采集电路包括:过温采集电路、过压采集电路以及第一分压电路;
所述过温采集电路的输入端及所述过压采集电路的输入端均与所述输入正极连接,所述过温采集电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接,所述第一分压电路的输出端与所述过压采集电路的输出端连接,并且,所述第一分压电路的输出端作为所述异常采集电路的输出端与所述第一比较输入端连接。
6.根据权利要求5所述的保护电路,其特征在于,所述过温采集电路包括温度传感器;
所述温度传感器的第一端作为所述过温采集电路的输入端与所述输入正极连接,所述温度传感器的第二端作为所述过温采集电路的输出端与所述第一分压电路的输入端连接。
7.根据权利要求5所述的保护电路,其特征在于,所述过压采集电路包括:第一稳压二极管和第一电阻;
所述第一稳压二极管的阴极作为所述过压采集电路的输入端与所述输入正极连接,所述第一稳压二极管的第二端与所述第一电阻的第一端连接,所述第一电阻的第二端作为所述过压采集电路的输出端与所述第一分压电路的输出端连接。
8.根据权利要求5所述的保护电路,其特征在于,所述第一分压电路包括第二电阻和第三电阻;
所述第二电阻的第一端作为所述第一分压电路的输入端与所述过温采集电路的输出端端连接,所述第二电阻的第二端作为所述第一分压电路的输出端与所述第一比较输入端连接,并且,所述第二电阻的第二端还与所述第三电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端接地。
9.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述基准电路包括第二分压电路;
所述第二分压电路的输入端与所述输入正极连接,所述第二分压电路的输出端作为所述基准电路的输出端与所述第二比较输入端连接。
10.根据权利要求9所述的保护电路,其特征在于,所述第二分压电路包括第四电阻和第五电阻;
所述第四电阻的第一端作为所述第二分压电路的输入端与所述输入正极连接,所述第四电阻的第二端作为所述第二分压电路的输出端与所述第二比较输入端连接,并且,所述第四电阻的第二端还与所述第五电阻的第一端连接,所述第五电阻的第二端接地。
11.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述比较电路包括比较器;
所述比较器的反相输入端作为所述第一比较输入端与所述异常采集电路连接,所述比较器的正相输入端作为所述第二比较输入端与所述基准电路连接,所述比较器的输出端作为所述比较输出端与所述开关电路连接。
12.根据权利要求11所述的保护电路,其特征在于,所述比较电路还包括第一电容,所述第一电容的第一端与所述比较器的反相输入端连接,所述第一电容的第二端接地。
13.根据权利要求3-12任一项所述的保护电路,其特征在于,所述检测电路还包括反馈电路,所述反馈电路的输入端与所述比较电路的比较输出端连接,所述反馈电路的输出端与所述比较电路的第二比较输入端连接。
14.根据权利要求13所述的保护电路,其特征在于,所述反馈电路包括第一二极管及第六电阻,所述第一二极管的阴极作为所述反馈电路的输入端与所述比较电路的比较输出端连接,所述第一二极管的阳极与所述第六电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端作为所述反馈电路的输出端所述比较电路的第二比较输入端连接。
15.根据权利要求5-8任一项所述的保护电路,其特征在于,所述检测电路还包括:电压保持电路;
所述电压保持电路包括保持输入端及保持输出端,所述保持输入端与所述输入正极连接,所述保持输出端分别与所述过温采集电路的输入端及所述基准电路的输入端连接;
所述电压保持电路用于对所述供电电压进行稳压处理,以得到基准电压,并将所述基准电压输入至所述过温采集电路的输入端及所述基准电路的输入端。
16.根据权利要求15所述的保护电路,其特征在于,所述电压保持电路包括第一稳压电路;
所述第一稳压电路的输出端分别与所述过温采集电路的输入端及所述基准电路的输入端连接,所述第一稳压电路用于对所述供电电压进行第一稳压处理,以得到所述基准电压;
其中,所述第一稳压电路包括第七电阻及可控稳压管,所述第七电阻的第一端与所述输入正极连接,所述第七电阻的第二端作为所述电压保持电路的保持输出端与所述可控稳压管的参考极及所述可控稳压管的阴极连接,所述可控稳压管的阳极接地。
17.根据权利要求16所述的保护电路,其特征在于,所述电压保持电路还包括第二稳压电路,所述第二稳压电路包括稳压输入端与稳压输出端;
所述稳压输入端与所述输入正极连接,所述稳压输出端分别与所述比较电路及第一稳压电路连接,所述第二稳压电路用于对所述供电电压进行第二稳压处理,以得到工作电压,所述工作电压用于驱动所述比较电路及第一稳压电路工作。
18.根据权利要求17所述的保护电路,其特征在于,所述第二稳压电路包括:第二二极管、第八电阻及第二电容;
所述第二二极管的阳极作为所述稳压输入端与所述输入正极连接,所述第二二极管的阴极与所述第八电阻的第一端连接,所述第八电阻的第二端作为所述稳压输出端与所述比较电路及所述第一稳压电路连接,并且,所述第八电阻的第二端还与所述第二电容的第一端连接,所述第二电容的第二端接地。
19.根据权利要求18所述的保护电路,其特征在于,所述第二稳压电路还包括第二稳压二极管,所述第二稳压二极管的阳极接地,所述第二稳压二极管的阴极与所述第八电阻的第二端连接。
20.根据权利要求2所述的保护电路,其特征在于,所述开关电路包括:第三分压电路和MOS管;
所述第三分压电路的输入端作为所述开关电路的输入端与所述检测电路连接,所述第三分压电路的输出端与所述MOS管的栅极连接,所述MOS管的源极与所述输入负极连接,并且,所述MOS管的源极接地,所述MOS管的漏极与所述输出负极连接。
21.根据权利要求20所述的保护电路,其特征在于,所述第三分压电路包括第九电阻和第十电阻;
所述第九电阻的第一端作为所述第三分压电路的输入端与所述检测电路连接,所述第九电阻的第二端作为所述第三分压电路的输出端与所述MOS管的栅极连接,并且,所述第九电阻的第二端还与所述第十电阻的第一端连接,所述第十电阻的第二端接地。
22.根据权利要求20或21所述的保护电路,其特征在于,所述开关电路包括:第三电容和第四电容;
所述第三电容的第一端与所述MOS管的栅极连接,所述第三电容的第二端与所述MOS管的源极连接,所述第四电容的第一端与所述MOS管的漏极连接,所述第四电容的第二端与所述MOS管的源极连接。
23.一种电池,包括壳体、收容于所述壳体内的电芯和与所述电芯电连接的供电电路,其特征在于,所述电池还包括如权利要求1-22任一项所述的保护电路,所述供电电路与所述保护电路电连接。
24.一种飞行器,其特征在于,包括机身、与所述机身相连的机臂、设于所述机臂的动力装置和设于所述机身的电池,所述电池为权利要求23所述的电池,所述电池用于给所述飞行器供电。
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