适用于中小型查打一体无人机控制系统的低压大电流电源的制作方法

1.本发明属于低压大电流电源技术领域，具体涉及一种适用于中小型查打一体无人机控制系统的低压大电流电源。


背景技术：

2.近几年中小型查打一体无人机领域的发展突飞猛进，主要的一个原因是无人作战已经成为了当今各国主要研究的一个话题。也正是由于这样一个大环境，使得各国都在研发适应于自己的无人作战体系，中小型查打一体无人机自身的研究就成为了一个新的方向。由于中小型查打一体无人机与一般民用的无人机在负载上是有一定的区别，因此中小型查打一体无人机在供电上就要有所注意，不仅要给无人机自身供电，还需要给无人机上的负载供电，比如挂架、弹、吊舱等。因此设计一款低压大电流的控制系统电源就显得十分重要。
3.传统的中小型无人机无法做到查打一体的整个系统，它的主要控制供电还是针对无人飞控这些模块，而这些模块需要的电流并不是很大，设计难度上就会相较简单，也正因为如此，传统的中小型无人机上的控制模块无法移植到当下热门的中小型查打一体无人机。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种适用于中小型查打一体无人机控制系统的低压大电流电源，抗干扰能力强，并能提供足够的供电支持，带动较多的载荷。
5.为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
6.一种适用于中小型查打一体无人机控制系统的低压大电流电源，包括电源输入共模滤波电路与低压大电流转换模块电路；所述电源输入共模滤波电路连接输入电源，将所述输入电源与无人机控制系统内部的电源进行隔离，并对所述输入电源进行共模滤波；所述低压大电流转换模块电路接收经过电源输入共模滤波电路滤波之后的输入电源，将滤波后的输入电源与各负载的供电进行隔离，并对滤波后的输入电源电压进行降压，产生低压大电流的输出响应电源，提供给无人机各有效载荷。
7.作为本发明的一种优选方案，所述的电源输入共模滤波电路包括由低通滤波器组成的滤波模块，滤波模块内的低通滤波器完全隔离，所述滤波模块的尺寸为24.9mm*24.9mm*4.4mm。
8.作为本发明的一种优选方案，所述滤波模块的低通滤波有效带宽范围为150khz～30mhz，滤波模块输入的最大直流电压为80vdc，滤波模块的最大输出电流为16a。
9.作为本发明的一种优选方案，所述滤波模块的bus 以及therm2引脚经过保护模块f1连接in_60v，保护模块f1与bus 以及therm2引脚之间的线路经过并联的电容c1、c8连接in_60v_gnd；所述滤波模块的bus-引脚连接in_60v_gnd；所述滤波模块的shield引脚连接
egnd。
10.作为本发明的一种优选方案，所述滤波模块的qpi 以及therm1引脚连接fil_60v，qpi-引脚连接fil_60v_gnd；所述fil_60v与fil_60v_gnd还分别经过安规电容cy1和cy4连接egnd；所述fil_60v与fil_60v_gnd之间还并联电容c2支路与电阻r1和电容c9串联支路。
11.作为本发明的一种优选方案，所述低压大电流转换模块电路包括由多片电源ic并联形成的ic模块，多片电源ic的 out引脚连接在一起，-out引脚连接在一起，输出响应电源的最大输出电流为50a。
12.作为本发明的一种优选方案，所述ic模块的 in引脚连接fil_60v，-in引脚连接fil_60v_gnd。
13.作为本发明的一种优选方案，所述ic模块的 out引脚连接fil_28v，-out引脚连接fil_28v_gnd，所述 out引脚和-out引脚还分别经过安规电容cy2和cy3连接egnd。
14.作为本发明的一种优选方案，所述 out引脚经过电感l1连接sys_28v，所述 out引脚和-out引脚之间并联电容c3、c4、c5、c6、c7支路，其中，电容c3、c4支路的一端设置在电感l1与所述 out引脚之间的线路上，另一端连接在-out引脚的线路上；电容c5、c6、c7支路的一端设置在电感l1与sys_28v之间的线路上，另一端连接在-out引脚的线路上。
15.作为本发明的一种优选方案，所述低压大电流转换模块电路采用导热硅胶对板卡进行散热。
16.相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：
17.通过设置电源输入共模滤波电路，一方面将输入电源与无人机控制系统内部的电源进行隔离，另一方面对输入电源进行共模滤波；通过在电源输入共模滤波电路之后设置低压大电流转换模块电路，能够将滤波后的输入电源与各负载的供电进行隔离，并对滤波后的输入电源电压进行降压，产生低压大电流的输出响应电源，提供给无人机各有效载荷。本发明将各部分的电源完全进行隔离，使得外部的干扰无法对系统内部的供电产生影响，采用该设计可以对中小型查打一体无人机产生足够的系统供电支持，带动相对多的有效载荷。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1本发明实施例低压大电流电源的整体电路框架示意图；
20.图2本发明实施例电源输入共模滤波电路结构示意图；
21.图3本发明实施例低压大电流转换模块电路结构示意图；
22.附图中：1-电源输入共模滤波电路；2-低压大电流转换模块电路；3-有效载荷。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提还可以进行若干简单的修改和润饰，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施方案中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在本发明所描述的实施例可以与其它的实施例相结合。
26.参见图1，本发明实施例适用于中小型查打一体无人机控制系统的低压大电流电源，在结构上具体包括电源输入共模滤波电路1与低压大电流转换模块电路2。
27.其中，电源输入共模滤波电路1连接输入电源，将所述输入电源与无人机控制系统内部的电源进行隔离，并对所述输入电源进行共模滤波；
28.低压大电流转换模块电路2接收经过电源输入共模滤波电路1滤波之后的输入电源，将滤波后的输入电源与各负载的供电进行隔离，并对滤波后的输入电源电压进行降压，产生低压大电流的输出响应电源，提供给无人机各有效载荷3。
29.在一种可能的实施方式中，电源输入共模滤波电路1包括由低通滤波器组成的滤波模块，图2中的部件u2，滤波模块内的低通滤波器完全隔离，低通滤波有效带宽范围为150khz～30mhz，滤波模块输入的最大直流电压为80vdc，滤波模块的最大输出电流为16a。
30.本实施例滤波模块的尺寸很小，滤波模块的尺寸为24.9mm*24.9mm*4.4mm。如此小的尺寸势必带来的结果就是重量轻，对无人机的动力和安装都不会产生影响。与此同时，图2上的f1为保护模块，用来提高电路的可靠性；图2上的cy1、cy4为安规电容，为整个系统通过认证提供必要的措施；r1、c9主要用来提高系统抗emc的能力和对高频毛刺进行吸收。
31.如图2所示，滤波模块的bus 以及therm2引脚经过保护模块f1连接in_60v，保护模块f1与bus 以及therm2引脚之间的线路经过并联的电容c1、c8连接in_60v_gnd；所述滤波模块的bus-引脚连接in_60v_gnd；所述滤波模块的shield引脚连接egnd。
32.滤波模块的qpi 以及therm1引脚连接fil_60v，qpi-引脚连接fil_60v_gnd；所述fil_60v与fil_60v_gnd还分别经过安规电容cy1和cy4连接egnd；所述fil_60v与fil_60v_gnd之间还并联电容c2支路与电阻r1和电容c9串联支路。
33.如图3所示，低压大电流转换模块电路2作为第二级的处理电路，将输入进来的电源电压值转换到无人机控制系统需要的电压值，后级的无源器件l1、c5、c6、c7采用了低通滤波器件，将为各个载荷的供电更加平滑，滤除掉高频毛刺，整个的低压大电流的电源ic采用多片进行并联，并联的方式是如图3的u1芯片 out连接在一起，-out连接在一起，使得系统的输出电流最大可以到50a，关于并联的均流问题考虑是mos的温度特性与阻抗值是相反的，因此采用的设计方案是允许并联来提供大电流的。还有一点值得注意的是整个低压大电流的设计板卡相对功率比较大，因此采用导热硅胶对板卡一方面进行散热，还有另一个功能是可以衰减有关的电磁辐射，使得在认证阶段更加可靠，减小非必要的时间和人力成本。
34.图3所示的本实施例中，低压大电流转换模块电路2包括由多片电源ic并联形成的ic模块，多片电源ic的 out引脚连接在一起，-out引脚连接在一起。ic模块的 in引脚连接fil_60v，-in引脚连接fil_60v_gnd。所述ic模块的 out引脚连接fil_28v，-out引脚连接fil_28v_gnd，所述 out引脚和-out引脚还分别经过安规电容cy2和cy3连接egnd。所述 out
引脚经过电感l1连接sys_28v，所述 out引脚和-out引脚之间并联电容c3、c4、c5、c6、c7支路，其中，电容c3、c4支路的一端设置在电感l1与所述 out引脚之间的线路上，另一端连接在-out引脚的线路上；电容c5、c6、c7支路的一端设置在电感l1与sys_28v之间的线路上，另一端连接在-out引脚的线路上。
35.通过上述的中小型查打一体无人机控制系统的低压大电流电源设计，可以满足更多有效的载荷，使查打一体的冗余性更强，为不同的作战环境带来更多的可选择性。
36.以上结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型，这些不脱离本发明的精神和范围的修改和变型也属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内。