CN215436986U - 无人机供电电路及其电源管理电路和无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无人机供电电路及其电源管理电路和无人机，电源管理电路包括：第一单向电路和第二单向电路，所述第一单向电路的电源电压输入端连接外接电源，第二单向电路的电源电压输入端连接电池，第一单向电路的电源电压输出端和第二单向电路的电源电压输出端分别与无人机电池接口连接；所述第一单向电路和第二单向电路都包括控制模块、第一单向供电电路和第二单向供电电路。本实用新型保护飞机电池，保障飞行安全。

Description

无人机供电电路及其电源管理电路和无人机

技术领域

本实用新型属于无人机领域，尤其涉及一种无人机供电电路及其电源管理电路和无人机。

背景技术

无人机配备地面电源，通过电缆给无人机持续供电，实现长时间滞空飞行。但常规无人机存在以下问题：一、外接电源通常是直接接到无人机电池接口，外接电源电压比无人机电池电压高时，外接电源给电池充电，外接电源电压比无人机电池电压低时，电池对外接电源反向放电，这两种情况都很容易损坏飞机电池。二、无人机多块电池供电，外接电源只接到其中一块电池的接口，只对该接口电池充电，该电池电压高于其他电池，无人机各电池电压差别较大时，无人机触发保护机制，使得无人机无法再次起飞。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无人机供电电路及其电源管理电路和无人机，旨在解决外接电源给无人机供电时容易损坏飞机电池或多块电池供电时因电池电量差异过大而无法起飞的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种无人机供电电路的电源管理电路，包括：第一单向电路和第二单向电路，所述第一单向电路的电源电压输入端连接外接电源，第二单向电路的电源电压输入端连接电池，第一单向电路的电源电压输出端和第二单向电路的电源电压输出端分别与无人机电池接口连接；

所述第一单向电路和第二单向电路都包括控制模块、第一单向供电电路和第二单向供电电路，第一单向供电电路的输入端连接驱动模块的输入端、电源电压输入端和第二单向供电电路的输入端，第一单向供电电路的输出端分别连接驱动模块的输出端、电源电压输出端和第二单向供电电路的输出端，第一单向供电电路的控制端分别连接驱动模块的门控制输入信号端和第二单向供电电路的控制端，所述驱动模块的接地端接地。

进一步地，所述驱动模块是MOS管驱动芯片；所述第一单向供电电路和第二单向供电电路分别为第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极连接第一单向供电电路的输入端，第一MOS管的漏极连接第一单向供电电路的输出端，第一MOS管的栅极连接第一单向供电电路的控制端，所述第二 MOS管的源极连接第二单向供电电路的输入端，第二MOS管的漏极连接第二单向供电电路的输出端，第二MOS管的栅极连接第二单向供电电路的控制端。

进一步地，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接驱动模块的开关控制端，第一电阻R1的另一端接地。

进一步地，所述第一单向电路和第二单向电路还包括第三电容C3和第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端连接驱动模块的输出端，第二电阻R2的另一端连接驱动模块的电源电压端和第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地。

进一步地，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第一电容C1和第二电容C2；所述第一电容C1的一端连接驱动模块的输入端，第一电容C1的另一端连接第二电容C2的一端并接地，第二电容C2的另一端连接驱动模块的输出端。

进一步地，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极连接驱动模块的接地端，第一二极管D1的负极连接驱动模块的输出端。

进一步地，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的正极连接驱动模块的接地端，第二二极管D2的负极连接驱动模块的输入端。

进一步地，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括发光二极管D3和第三电阻R3，所述发光二极管D3的负极连接驱动模块的接地端，发光二极管 D3的正极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接驱动模块的输入端。

第二方面，本实用新型提供了一种无人机供电电路，包括一个或多个如第一方面所述的电源管理电路，还包括外接电源、一个或多个电池和一个或多个无人机电池接口；所述外接电源分别连接所述一个或多个电源管理电路的电源电压输入端，所述一个或多个电源管理电路的电源电压输入端分别与一个或多个电池一一连接，所述一个或多个电源管理电路的电源电压输出端分别与一个或多个无人机电池接口一一连接。

第三方面，本实用新型提供了一种无人机，所述无人机包括如第二方面所述的无人机供电电路。

在本实用新型中，电源管理电路包括两个单向电路，每个单向电路包括两个单向供电电路和切换控制电路，单向供电电路采用MOS管，利用单向导通的特性，阻止外接电源给电池供电、飞机电池给外接电源反向放电，保护飞机电池；切换控制电路的切换机制使得所有电池均衡消耗电量，电池电压保持一致，避免无人机因电池电量差异过大报错而无法起飞；又由于单向供电电路采用MOS管，因此，电路发热量较小，比较安全。由外接电源供电与电池供电构成冗余供电系统，大大提高飞行可靠性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的无人机供电电路原理图。

图2是本实用新型一实施例提供的单向电路原理图。

图3是本实用新型另一实施例提供的单向电路原理图。

图4是本实用新型另一实施例提供的无人机供电电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1，本实用新型一实施例提供了一种无人机供电电路的电源管理电路100，包括：第一单向电路110和第二单向电路120，所述第一单向电路 110的电源电压输入端VDD1连接外接电源200，第二单向电路120的电源电压输入端VDD2连接电池300，第一单向电路110的电源电压输出端Vout和第二单向电路120的电源电压输出端Vout分别与无人机电池接口连接400；

所述第一单向电路和第二单向电路的电路连接相同，都包括控制模块、第一单向供电电路和第二单向供电电路；如图2所示，

第一单向供电电路的输入端1连接驱动模块的输入端IN、电源电压输入端 VDD和第二单向供电电路的输入端1，第一单向供电电路的输出端2分别连接驱动模块的输出端OUT、电源电压输出端Vout和第二单向供电电路的输出端2，第一单向供电电路的控制端3分别连接驱动模块的门控制输入信号端GATE和第二单向供电电路的控制端3，所述驱动模块的接地端接地GND。0

在本实用新型一实施例中，所述驱动模块是MOS管驱动芯片；所述第一单向供电电路和第二单向供电电路分别为第一MOS管M1和第二MOS管M2，所述第一MOS管M1的源极S连接第一单向供电电路的输入端1，第一MOS 管M1的漏极D连接第一单向供电电路的输出端2，第一MOS管M1的栅极G 连接第一单向供电电路的控制端3，所述第二MOS管M2的源极S连接第二单向供电电路的输入端1，第二MOS管M2的漏极D连接第二单向供电电路的输出端2，第二MOS管M2的栅极G连接第二单向供电电路的控制端3。

第一单向供电电路和第二单向供电电路的MOS管具备二极管单向导通的特性，第一单向供电电路和第二单向供电电路并联，当第一单向供电电路的输入电压高于第二单向供电电路的输入电压时，第二单向供电电路关断，由第一单向供电电路供电，反之亦然。

第二单向供电电路可以防止外接电源给电池充电，第一单向供电电路防止电池电流流入外接电源，避免损坏电池，驱动模块控制第一单向供电电路和第二单向供电电路，切换控制电路的运行机制使得所有供电电池统一以外接电源电压为基准，当某块电池电压高于外接电源时，由电池供电，当外接电源电压高于电池电压时，由外接电源给无人机充电。

在本实用新型一实施例中，所述第一单向电路和第二单向电路都还可以包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接驱动模块的开关控制端，第一电阻R1的另一端接地。

在本实用新型一实施例中，所述第一单向电路和第二单向电路都还可以包括第三电容C3和第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端连接驱动模块的输出端，第二电阻R2的另一端连接驱动模块的电源电压端和第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地。

在本实用新型一实施例中，所述第一单向电路和第二单向电路都还可以包括第一电容C1和第二电容C2；所述第一电容C1的一端连接驱动模块的输入端，第一电容C1的另一端连接第二电容C2的一端并接地，第二电容C2的另一端连接驱动模块的输出端。

在本实用新型一实施例中，所述第一单向电路和第二单向电路都还可以包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极连接驱动模块的接地端，第一二极管D1的负极连接驱动模块的输出端。

在本实用新型一实施例中，所述第一二极管D1是TVS管。

在本实用新型一实施例中，所述第一单向电路和第二单向电路都还可以包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的正极连接驱动模块的接地端，第二二极管D2的负极连接驱动模块的输入端。

在本实用新型一实施例中，所述第一单向电路和第二单向电路都还可以包括发光二极管D3和第三电阻R3，所述发光二极管D3的负极连接驱动模块的接地端，发光二极管D3的正极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接驱动模块的输入端。

工作原理：

请参阅图3，当电源电压输入端VDD的电压大于高于电源电压输出端Vout 的电压时，MOS管驱动芯片控制第一MOS管和第二MOS管打开，反之则关闭，其中第一电阻R1是MOS管驱动芯片的功能选择电阻，第一电容C1为滤波电容，平波电源电压输入端VDD的电压，第二电容C2是电源电压输出端 Vout的滤波电容，第二二极管D2用于防止电源电压输入端VDD的电压过高损坏右边电路元件，当发光二极管D3亮时，表示正常供电，不亮表示不供电，第三电阻R3为限流电阻，D1是电源电压输出端Vout的限压TVS管，防止电源电压输出端Vout电压过高损坏后级电路。

图4示出了本实用新型另一实施例提供的一种无人机供电电路，所述无人机供电电路包括一个或多个如本实用新型一实施例所述的电源管理电路100，还包括外接电源200、一个或多个电池300和一个或多个无人机电池接口400；所述外接电源200分别连接所述一个或多个电源管理电路100的电源电压输入端，所述一个或多个电源管理电路100的电源电压输入端分别与一个或多个电池300一一连接，所述一个或多个电源管理电路100的电源电压输出端分别与一个或多个无人机电池接口400一一连接。

在本发明一实施例中，所述电源管理电路的个数与电池个数和无人机电池接口个数相同。

由外接电源供电与电池供电构成冗余供电系统，当外接电源掉电或电压不足时，切换控制电路迅速将无人机切换成电池供电，大大提高飞行可靠性。

本实用新型一实施例提供了一种无人机，所述无人机包括如本实用新型另一实施例所述的无人机供电电路。

在本实用新型一实施例中，电源管理电路包括两个单向供电电路和切换控制电路，单向供电电路采用MOS管，利用单向导通的特性，阻止外接电源给电池供电、飞机电池给外接电源反向放电，保护飞机电池；切换控制电路的切换机制使得所有电池均衡消耗电量，电池电压保持一致，避免无人机因电池电量差异过大报错而无法起飞。又由于单向供电电路采用MOS管，因此，电路发热量较小，比较安全。由外接电源供电与电池供电构成冗余供电系统，大大提高飞行可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机供电电路的电源管理电路，其特征在于，包括：第一单向电路和第二单向电路，所述第一单向电路的电源电压输入端连接外接电源，第二单向电路的电源电压输入端连接电池，第一单向电路的电源电压输出端和第二单向电路的电源电压输出端分别与无人机电池接口连接；

所述第一单向电路和第二单向电路都包括控制模块、第一单向供电电路和第二单向供电电路，第一单向供电电路的输入端连接驱动模块的输入端、电源电压输入端和第二单向供电电路的输入端，第一单向供电电路的输出端分别连接驱动模块的输出端、电源电压输出端和第二单向供电电路的输出端，第一单向供电电路的控制端分别连接驱动模块的门控制输入信号端和第二单向供电电路的控制端，所述驱动模块的接地端接地。

2.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述驱动模块是MOS管驱动芯片，所述第一单向供电电路和第二单向供电电路分别为第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极连接第一单向供电电路的输入端，第一MOS管的漏极连接第一单向供电电路的输出端，第一MOS管的栅极连接第一单向供电电路的控制端，所述第二MOS管的源极连接第二单向供电电路的输入端，第二MOS管的漏极连接第二单向供电电路的输出端，第二MOS管的栅极连接第二单向供电电路的控制端。

3.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接驱动模块的开关控制端，第一电阻R1的另一端接地。

4.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第三电容C3和第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端连接驱动模块的输出端，第二电阻R2的另一端连接驱动模块的电源电压端和第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地。

5.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第一电容C1和第二电容C2；所述第一电容C1的一端连接驱动模块的输入端，第一电容C1的另一端连接第二电容C2的一端并接地，第二电容C2的另一端连接驱动模块的输出端。

6.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极连接驱动模块的接地端，第一二极管D1的负极连接驱动模块的输出端。

7.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的正极连接驱动模块的接地端，第二二极管D2的负极连接驱动模块的输入端。

8.如权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一单向电路和第二单向电路都还包括发光二极管D3和第三电阻R3，所述发光二极管D3的负极连接驱动模块的接地端，发光二极管D3的正极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接驱动模块的输入端。

9.一种无人机供电电路，其特征在于，包括一个或多个如权利要求1至8任一项所述的电源管理电路，还包括外接电源、一个或多个电池和一个或多个无人机电池接口；所述外接电源分别连接所述一个或多个电源管理电路的电源电压输入端，所述一个或多个电源管理电路的电源电压输入端分别与一个或多个电池一一连接，所述一个或多个电源管理电路的电源电压输出端分别与一个或多个无人机电池接口一一连接。

10.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括如权利要求9所述的无人机供电电路。

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