一種小型無人機機載電源管理與控制系統及設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空技術領域，尤其涉及一種小型無人機機載電源管理與控制系統及設備。
【背景技術】
[0002]目前，小型固定翼無人機供配電基本都采用電池組供電，這就嚴重制約了飛機的航時，而且隨著航時的增加，機上電池組會越來越重，對于小型固定翼無人機來說，這是不允許的，甚至是嚴重的缺陷，而使用小型機載發電機的無人機就解決了這一問題。
[0003]但如果使用小型機載發電機，如何對機載發電機及備用電池組進行控制，實現電源系統的合理、正常工作，實現無人機的長航時。成為技術人員需要考慮的問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種小型無人機機載電源管理與控制系統及設備，實現帶有三相機載發電機的無人機的電源的變換、機上供配電及備用電池組在線充電等功能，實現無人機的長航時。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種小型無人機機載電源管理與控制系統，包括:
[0006]電源切換與電源管理模塊，供配電模塊，數據采集與接口轉換模塊；
[0007]所述電源切換與電源管理模塊，用于實現發電機三相電源的整流濾波、電源切換、電壓變換及備用電池組在線充電；
[0008]所述供配電模塊，用于實現對自駕儀、舵機、電子控制單元、短報文設備、電臺及內部控制電路的供配電；
[0009]所述數據采集與接口轉換模塊，用于實現電池組電壓采集、E⑶數據組幀、TTL到RS232的電平轉換及對主電源模塊和兩電切換電路的控制。
[0010]優選的，所述電源切換與電源管理模塊包括:
[0011]三電切換電路，用于完成備用電池組、外部電源和發電機整流濾波電源的自動切換。
[0012]優選的，所述三電切換電路，用于當三電都在線時，由外部電源供電；當發電機和備用電池組電在線時，由發電機供電；當發電機電斷開時，自動切換到備用電池組供電。
[0013]優選的，所述電源切換與電源管理模塊用于實現備用電池組在線充電，包括:充電電路根據充電電壓的不同自動變換電流大小進行充電。
[0014]優選的，所述數據采集與接口轉換模塊，進一步用于當發動機轉速達到第一設定值，整流濾波轉換后的功率足以滿足除載荷外的其他機載設備使用時，控制使能主電源模塊，否則禁止主電源模塊;當發動機轉速達到第二設定值，轉換后的功率足以滿足所有機載設備使用時，控制發電機電給載荷供電，否則禁止發電機電給載荷供電。
[0015]為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種小型無人機機載電源管理與控制設備，包括:
[0016]盒體；
[0017]主電源塊；
[0018]ECU電源塊，與所述主電源塊單獨做在一個電源立板上，所述電源立板與主板采用棧接的方式連接，電源立板上的主電源塊及ECU電源塊與盒體緊貼散熱；
[0019]所述盒體的兩側分別開孔，一側設置有排風扇。
[0020]優選的，所述電源立板與所述主板通過立板棧接連接器及主板棧接連接器連接。
[0021]本發明提供的小型無人機機載電源管理與控制系統及設備，實現帶有三相機載發電機的無人機的電源的變換、機上供配電及備用電池組在線充電等功能，實現了無人機的長航時。本發明的電源管理與控制設備就是在帶有三相交流發電機的小型無人機上使用的航電設備，本設備用于機上三相交流發電機三相電源的整流濾波變換，備用電池組、發電機電及外部電的自動切換，備用電池組在線充電，機上航電設備供配電，機上主電源電壓監測及串口數據的轉發等功能。無人機使用此設備作為電源管理與控制設備，使得無人機航電系統集成度更高，并實現了無人機的發電機供電，航時和飛行可靠性得到大大提升。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例的小型無人機機載電源管理與控制系統原理示意圖。
[0023]圖2為本發明實施例的小型無人機機載電源管理與控制設備結構示意圖。
[0024]圖3為本發明實施例的小型無人機機載電源管理與控制設備外部結構示意圖。
[0025]圖4為本發明實施例的小型無人機機載電源管理與控制設備的主板與電源立板棧接示意圖。
[0026]1-盒體2-電源立板3-主板4-風扇5-主電源模塊
[0027]6-整流橋7-排風孔8-航插9-電源模塊10-進氣孔
[0028]11-濾波電容12-ECU電源塊
[0029]401-電源立板402-主板403-立板棧接連接器404-主板棧接連接器
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031]本發明的主要思想是，實現機上交流發電機的整流濾波變換，備用電池組、外電及發電機電的自動切換，機上設備供配電，備用電池組在線充電，數據采集及串口數據轉發等功能。
[0032]其次是電源管理與控制設備的結構設計及散熱方案。為了解決電源管理與控制板較大的問題，將主電源塊和ECU電源塊單獨做在一個電源立板上，并與主板采用棧接的方式，同時，電源立板上的兩個電源塊與盒體緊貼散熱，另外，將盒體的兩側分別開孔，一側裝上小排風扇，用于將盒子內部的熱量盡快排出。
[0033]參照圖1所示，為本發明實施例的小型無人機機載電源管理與控制系統結構示意圖，所述系統包括:
[0034]電源切換與電源管理模塊101，供配電模塊102，數據采集與接口轉換模塊10 3，三大模塊如圖1所示。
[0035]電源切換與電源管理模塊101，用于實現發電機三相電源的整流濾波，電源切換、電壓變換及備用電池組在線充電；
[0036]其中三電切換電路是完成備用電池組，外部電源和發電機整流濾波電源的自動切換。當三電都在線時，由外部電源供電；當發電機和備用電池組電在線時，由發電機供電；當發電機電斷開時，自動切換到備用電池組供電。切換電路的優點是切換速度快，可以實現無縫切換，避免了機載設備的重啟;整流濾波部分將變頻三相交流轉換為脈動直流，優點是轉換效率高，可達85%，直流脈動幅度控制到IV。兩電切換電路的功能是實現兩種電源的切換，兩電切換電路都是指發電機電與外部電的切換，一個用于為備用電池組充電，一個用于為載荷供電。
[0037]電源切換與電源管理模塊101，實現的電壓變換指的是將整流濾波后的脈動直流變換為機載28V直流。電源切換與電