中型无人机配电盒的制作方法

1.本实用新型涉及电气工程航空电气设计技术，一种配电设备，具体来说是一种中型无人机配电盒。


背景技术：

2.受航空设备对重量要求严格的影响，上位控制计算机输出控制信号端口数量有限，输出信号参数也有限制，而有些输出端口又有余量，如修改设计又会大大增加研发成本与周期。本专利通过合理组合基本控制电路及选配参数，可以在上位控制计算机不进行设计更改的前提下达到充分利用已有的输出端口满足电源控制的需求。无人机发动机需要计算机控制的停车功能，但也需要人工紧急停车操作以防止地面启动阶段异常问题引起对操作者的危险。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提出一种中型无人机配电盒，适合中型无人机对机载用电设备用电管理和控制的需要。
4.本实用新型中型无人机配电盒，包括电压比较电路、积分滤波电路、运算放大器与功率放大器。
5.所述电压比较电路包括电阻r19、电阻r27与稳压二极管d4；配电盒内电源电路产生的5v电源经电阻r19接稳压二极管d4；电阻r19通过电阻r27连接运算放大器的同相输入端。
6.所述积分滤波电路由电阻r35、电阻r31、电阻r37、电阻r32、电容c12 组成；其中，电阻r35与r37串联组成分压电路，计算机信号从电阻r35输入，经分压电路分压后施加到由电阻r31与电容c12串联组成的积分滤波电路；积分滤波电路积分滤波后经输入电阻r32接运算放大器反相输入端。
7.所述功率放大器由电阻r29、r20、r22、r25、前级放大管q6与功率管q4 构成；r29连接运算放大器的输出端与前级放大管q6的基极；r20连接功率管 q4的发射极与正电源；r22连接28v正电源与前级放大管q6的集电极；r25连接前级放大管q6的集电极与功率管q4的基极。
8.所述手动开关控制电路由保护电阻r、手动开关和信号输入电阻r35’构成；其中保护电阻r接5v电源与手动开关；手动开关接通的电压信号经过电阻r35’与计算机信号并联施加到电阻r31、电容c12组成的积分滤波电路，再经r32 施加到运算放大器反相输入端。
9.本实用新型的优点在于：
10.1、本实用新型中型无人机配电盒，通过合理组合外部开关及内部开关控制电路，可以实现遥控及人工操作合理动作。
11.2、本实用新型中型无人机配电盒，仅调整电路元件参数、不更改电路板即可适应多种信号源控制动作。
12.3、本实用新型中型无人机配电盒，与采用单一信号控制电路的配电装置相比，综合采用多种功率元件电路、运放积分比较电路、继电器逻辑电路以适合多种类型控制信号动作，并注意强电电路与弱电电路的隔离以抗干扰。
13.4、本实用新型中型无人机配电盒，结合外部开关，实现了上位计算机控制及外部开关控制的或逻辑控制发动机停车功能，保证了地面操作人员的安全操作；
14.5、本实用新型中型无人机配电盒，可以有效抑制电源强电对计算机信号弱电电路的干扰，实现可靠控制。
附图说明
15.图1为本实用新型中型无人机配电盒电路结构示意图。
16.图2为本实用新型中型无人机配电盒的电源总线上多重电容滤波电路结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
18.本实用新型中型无人机配电盒，具有新型线路构造，包括电压比较电路、积分滤波电路、运算放大器、功率放大器与手动开关控制电路，如图1所示。
19.所述电压比较电路包括电阻r19、电阻r27与稳压二极管d4。配电盒内电源电路产生的5v电源经电阻r19接稳压二极管d4；由5v电源经r19在稳压二极管d4上产生比较电压。电阻r19还通过电阻r27连接运算放大器；电阻r19 从稳压二极管d4上取得基准电压，接运算放大器的同相输入端。
20.所述积分滤波电路由电阻r35、电阻r31、电阻r37、电阻r32、电容c12 组成。其中，电阻r35与r37串联组成分压电路，计算机信号从电阻r35输入，经分压电路分压后施加到由电阻r31与电容c12串联组成的积分滤波电路。积分滤波电路中，积分常数(电阻r31与电容c12的乘积)由输入信号的交流分量确定。由积分滤波电路积分滤波后从电容c12上端经输入电阻r32接到运算放大器反相输入端，与运算放大器的同相输入端的基准电压进行比较运算。当输入信号的积分均值大于基准电压时，运算放大器输出低电平，当输入信号积分均值低于基准电压时，运算放大器输出高电平。
21.所述功率放大器由电阻r29、r20、r22、r25、前级放大管q6与功率管q4 构成。r29连接运算放大器的输出端与前级放大管q6的基极；r20连接功率管 q4的发射极与正电源。其中，r29为前级放大管q6的基极保护电阻，r20为功率管q4发射极保护电阻，防止电路中的三极管q6、q4流过的电流过大烧坏。 r22连接28v正电源与前级放大管q6的集电极，是q6的负载电阻，同时构成了功率管q4的上拉电阻，在前级放大管q6关断时使功率管q4的发射结处于0 电压偏置而确保功率管q4稳定关断。r25连接前级放大管q6的集电极与功率管q4的基极，由r22和r25组成功率管q4的偏置电流电路，在前级放大管q6 管导通时向功率管q4管提供足够的基极电流使功率管q4工作在饱和导通状态。
22.所述手动开关控制电路由保护电阻r和信号输入电阻r35’构成。其中保护电阻r接5v电源与手动开关，保护电阻r的作用是防止开关电路存在对地漏电的情况下漏电流烧坏电路元件；手动开关接通的电压信号经过电阻r35’与计算机信号并联施加到电阻r31、电容
c12组成的积分滤波电路，再经r32施加到运算放大器反相输入端。由5v电源向手动开关提供了上拉电位，当手动开关闭合时将5v电压在r37上的分压经积分滤波电路施加到运算放大器反相输入端上，如该分压大于施加在运算放大器同相输入端上的比较电压，将引起运算放大器输出电压降低至低电平，从而切断输出至发动机控制器的28v电源。同样，输入的计算机信号电平高于比较电压时也可以切断发动机控制器28v电源。适当选择开关串联电阻r35’及计算机信号串联电阻r35的参数，可以实现手动开关及计算机信号均能关断发动机控制器电源，从而实现发动机停车手动自动双路控制。
23.上述结构配电盒，对上位控制计算机多种控制输出的响应适应性，如：do 信号、pwm信号均可按照协议的要求进行对用电设备电源通断控制；
24.在积分滤波电路中，通过更改积分滤波电路时间常数，可将不同占空比的 pwm波信号积分为较稳定的直流电平，通过与d4的基准电压比较，可以确定在一定的占空比信号下接通或关断q4功率管输出的直流电源，从而控制用电设备的工作。当选取较小的积分时间常数，适当调节r35与r37的分压比，又可以适应不同参数的do信号对输出电源电压的控制。
25.由外部输入到本实用新型配电盒内的飞控计算机控制信号及从配电盒输出到机载用电设备的电源连接在同一电连接器(多路电连接的插头/插座组合)的连接关系，使得在电连接器上同时有28v强电源输出(如发动机控制器电源) 及弱控制信号(计算机控制信号)输入，需要在配电盒的电源总线上设置大容量、中等容量及小容量电容器c1、c2、c3组成的多重电容滤波电路并合理分布强电(输出到机载用电设备的28v电源)及弱电(输入的控制信号和输出的传感器信号)电路，如图2所示。配合主控制电路输入端的积分滤波电路可以有效防止强电源电路对弱电控制回路的干扰。