一种轻小型无人机电源管理电路的制作方法

本实用新型涉及无人机电源技术领域，具体为一种轻小型无人机电源管理电路。

背景技术：

无人机，即无人驾驶飞机简称，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面多以轻小型无人机为主，主要应用在航拍、农业植保、测绘等领域，无人机行业应用，是无人机真正的刚需，大大的拓展了无人机本身的用途。无人机电源管理是指配电系统将电能可靠而有效地输送到各用电系统和设备,电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要,配电系统由传输电线和控制与保护装置组成,对于重要的系统或设备，还应有多路的独立供电措施,当配电系统中发生局部性的故障时，不能扩大影响到未发生故障的部分，更不能危及无人机的安全,通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。

目前轻小型无人机电源系统过于复杂，大部分采用动力系统、控制系统和载荷单独供电的方案，需要多个供电设备，无形中增加了系统的复杂度和综合难度。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种轻小型无人机电源管理电路，包括：mcu；降压开关电路，其包括降压芯片ⅰ；所述降压芯片ⅰ输入端连接有输入电压，输出端连接有nmos管的g极和电源开关；所述电源开关连接有所述nmos管的s极；mos管通路，其包括多个并联的pmos管；多个所述并联的pmos管的d极与输入电压连接，g极与所述nmos管的d极连接；输入电压检测电路，其包括电压感测放大器ⅰ；所述电压感测放大器ⅰ的信号正输入端与多个所述并联的pmos管的s极连接，输出端与所述mcu的ad转换口ⅰ连接；输入电流检测电路，其包括电流感测放大器ⅰ；所述电流感测放大器ⅰ的信号正负输入端与多个所述并联的pmos管的s极连接，输出端与所述mcu的ad转换口ⅱ连接；降压电路，其包括两个同步降压转换器；两个所述同步降压转换器的输入端与多个所述并联的pmos管的s极连接，输出端降压生成两路输出电压并分别与两个负载开关的输入端连接；两个输出电压电流检测电路，其包括两个电压感测放大器ⅱ；两个所述电压感测放大器ⅱ的信号正输入端与两个所述负载开关的输出端连接，输出端与所述mcu的ad转换口ⅲ连接；两个所述输出电压电流检测电路还包括两个电流感测放大器ⅱ；两个所述电流感测放大器ⅱ的信号正负输入端与两个所述负载开关的输出端连接，输出端与所述mcu的ad转换口ⅳ连接。

优选的是，其中，所述输入电压为45-60v，所述输出电压为12v。

优选的是，其中，所述电源开关连接有指示灯。

优选的是，其中，所述电源开关23具有一个动触点和两个静触点；所述动触点与所述nmos管的s极连接；其中一个所述静触点与所述降压芯片ⅰ的输出端连接，另外一个所述静触点接地；通过所述动触点与两个所述静触点的分别触合实现了电路的通断。

优选的是，其中，多个所述并联的pmos管的s极上连接有多个并联的功率电阻；所述电压感测放大器ⅰ和所述电流感测放大器ⅰ通过多个所述功率电阻与多个所述并联的pmos管的s极连接。

优选的是，其中，所述mcu将ad转换口ⅰ、ad转换口ⅱ、ad转换口ⅲ和ad转换口ⅳ传回的实时电压电流数据经串口、i2c或can总线上传到主控板电路后再输出到lcd屏进行显示。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型简化了无人机电源的复杂度，增强了电源管理过程的安全性，实现全机一键上电，监控输入和输出电源电压和电流，实现全机电源和设备的监控，为主控系统的安全管理提供了支持。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的总图示意图；

图2为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的降压开关电路示意图；

图3为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的mos管通路示意图；

图4为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的电压感测放大器ⅰ示意图示意图；

图5为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的同步降压转换器示意图；

图6为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的负载开关和电流感测放大器ⅱ示意图；

图7为本实用新型提供的轻小型无人机电源管理电路的电压感测放大器ⅱ示意图；

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

图1-3示出了本实用新型的一种实现形式，包括：

mcu1；

降压开关电路2，其包括降压芯片ⅰ21；所述降压芯片ⅰ21输入端连接有输入电压10，输出端连接有nmos管22的g极和电源开关23；所述电源开关23连接有所述nmos管22的s极；

mos管通路3，其包括多个并联的pmos管31；多个所述并联的pmos管31的d极与输入电压10连接，g极与所述nmos管22的d极连接；

输入电压检测电路4，其包括电压感测放大器ⅰ41；所述电压感测放大器ⅰ41的信号正输入端与多个所述并联的pmos管31的s极连接，输出端与所述mcu1的ad转换口ⅰ11连接；

输入电流检测电路5，其包括电流感测放大器ⅰ51；所述电流感测放大器ⅰ51的信号正负输入端与多个所述并联的pmos管31的s极连接，输出端与所述mcu1的ad转换口ⅱ12连接；

降压电路6，其包括两个同步降压转换器61；两个所述同步降压转换器61的输入端与多个所述并联的pmos管31的s极连接，输出端降压生成两路输出电压101，并分别与两个负载开关62的输入端连接；

两个输出电压电流检测电路7，其包括两个电压感测放大器ⅱ71；两个所述电压感测放大器ⅱ71的信号正输入端与两个所述负载开关62的输出端连接，输出端与所述mcu1的ad转换口ⅲ13连接；两个所述输出电压电流检测电路7还包括两个电流感测放大器ⅱ72；两个所述电流感测放大器ⅱ72的信号正负输入端与两个所述负载开关62的输出端连接，输出端与所述mcu1的ad转换口ⅳ14连接。

工作原理：在轻小型无人机电源管理电路中，通过开启电源开关23使得nmos管22的s极有了电压vs；由于nmos管22的d极和s极导通,导致多个所述pmos管31的d极和s极导通；从而电压感测放大器ⅰ41和电流感测放大器ⅰ51能够检测到输入电压10并将相应数据通过ad转换口ⅰ11和ad转换口ⅱ12送入mcu1中；输入电压10经两个同步降压转换器61降压后通过两个负载开关62形成两路输出电压101输入到相应的设备中；电压感测放大器ⅱ71和电流感测放大器ⅱ72检测到输出电压101并将相应数据通过ad转换口ⅲ13和ad转换口ⅳ14送入mcu1中；在上述技术方案中，通过控制降压开关电路2中的电源开关23，实现了低电压控制高电压大电流的供电系统的输出，避免频繁插拔带来的风险；mos管通路3中的nmos管22和两个pmos管31的配合，增强了电源管理过程的安全性，简化了无人机电源的复杂度；降压电路6为无人机的主板和负载提供了两路稳定合适的输出电压101；输入电压检测电路4和输出电流检测电路5实现了对输入电压10的实时监控，保证了装置安全；两个输出电压电流检测电路7实现了对输出电压101的实时监控，保证了装置安全。

在上述技术方案中，所述输入电压10为45-60v，所述降压电路6为双路，所述输出电压101为双路12v。这样设置使得轻小型无人机主板和负载的供电更加合理，保证了所有部件都能稳定运行。

在上述技术方案中，所述电源开关23连接有指示灯231。这样设置使得电源开关23的指示信号更加明确，提高装置的适用性。

在上述技术方案中，所述电源开关23具有一个动触点和两个静触点；所述动触点与所述nmos管22的s极连接；其中一个所述静触点与所述降压芯片ⅰ21的输出端连接，另外一个所述静触点接地；通过所述动触点与两个所述静触点的分别触合实现了电路的通断。这样设置使得通过控制电源开关23实现了全机的一键上电，达到了通过弱电控制强电的目的，安全方便。

在上述技术方案中，多个所述并联的pmos管31的s极上连接有多个并联的功率电阻311；所述电压感测放大器ⅰ41和所述电流感测放大器ⅰ51通过多个所述功率电阻311与多个所述并联的pmos管31的s极连接。这样设置保证了电压感测放大器ⅰ41和电流感测放大器ⅰ51信号输入和输出的稳定性和准确性。

在上述技术方案中，所述mcu1将ad转换口ⅰ11、ad转换口ⅱ12、ad转换口ⅲ13和ad转换口ⅳ14传回的实时电压电流数据经串口15、i2c16或can总线17上传到主控板电路后再输出到lcd屏18进行显示。这样设置能够实时监控输入和输出的电压和电流，实现了全机电源和设备的监控，为主控系统安全管理提供了支持。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。