[发明专利]一种后备电池切入及浮充控制装置

说明书

本发明提供了一种后备电池切入及浮充控制装置，安装在系留无人机上，包括一后备电池盒及一机载电源，所述后备电池盒中安装有后备电池及后备电池切换盒，所述后备电池切换盒中安装有一后备电池切换板，该后备电池切换板上设置有一后备电池切换电路及一后备电池浮充控制电路。与现有技术相比，本发明能够提高设备效率，降低功耗、热消耗、电压损耗并减少PCB板面积；而且本发明电源转化效率可高达96％，其具有IC集成度高，体积小，外围电路简单等优点，能够有效地降低功耗以及实现输入过压欠压锁死、输出过压保护、过温度保护和过流保护等功能。

技术领域

本发明涉及系留无人机供电技术，具体涉及的是一种用于系留无人机的后备电池切入及浮充控制装置。

背景技术

系留无人机地面端电源通过系留线缆给系留无人机系统供电，使无人机长时间悬停在空中，从而完成空中作业。当系留无人机系统地面端电源异常时，通过并联电源和电池的设计，实现冗余，系统可以马上切换成后备电池供电，保证系留无人机安全飞行。

传统的冗余电源系统通常采用隔离二极管和分离器件的设计来实现，电路设计较复杂，而且由于二极管的正向压降比较大，在大负载电流的情况下，设备功耗成为主要问题。因此传统的冗余电源系统存在功耗大、电压损耗大、电路复杂、发热严重、占用体积大等问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种电源转化效率高、体积小，外围电路简单，能有效地降低功耗的系留无人机后备电池切入及浮充控制装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种后备电池切入及浮充控制装置，安装在系留无人机上，包括一后备电池盒及一机载电源，所述后备电池盒中安装有后备电池及后备电池切换盒，所述后备电池切换盒中安装有一后备电池切换板，该后备电池切换板上设置有一后备电池切换电路及一后备电池浮充控制电路。

优选地，所述后备电池切换电路为双电源输出，其包括理想二极管控制器U1、理想二极管控制器U2、N沟道MOS管Q1和N沟道MOS管Q2；

所述理想二极管控制器U1用于控制MOS管Q1实现机载电源DC25V的输出，理想二极管控制器U1的输入级IN连到MOS管Q1的源极并和机载电源输入正极相连，输出级OUT连到MOS管Q1的漏极并和系留无人机负载输入正极相连，控制极GATE连到MOS管Q1的栅极；

所述理想二极管控制器U2用于控制MOS管Q2实现后备电池电源的输出，理想二极管控制器U2的输入级IN连到MOS管Q2的源极并和后备电池的电源输入正极相连，输出级OUT连到MOS管Q2的漏极并和系留无人机负载输入正极相连，控制极GATE连到MOS管Q2的栅极；

其中系留无人机负载通过DC25V直流电源供电，当直流电源出现异常导致供电异常时，理想二极管控制器U1将MOS管Q1驱动至完全关断状态，理想二极管控制器U2迅速驱动MOS管Q2导通，系留无人机负载在小于500nS的时间内切换为后备电池供电，以实现电源无震荡的平滑切换。

优选地，当系留无人机负载通过DC25V直流电源供电上电时，电流流经MOS管Q1及理想二极管控制器U1，此时在理想二极管控制器U1的IN和OUT引脚上检测到正向电压降，理想二极管控制器U1则驱动GATE引脚使正向压降维持在25mV；当系留无人机负载电流增大，使正向压降大于25mV时，MOS管Q1栅极驱动至完全导通，使正向压降下降到25mV；当系留无人机负载电流减小，导致正向压降低于25m时，MOS管Q1栅极被驱动为低电平，以维持正向压降为25mV；当系留无人机负载电流反向，且理想二极管控制器U1的IN到OUT的电压比-25mV更负，则理想二极管控制器U1将MOS管栅极拉低，在小于500nS的时间里关断MOS管Q1。

优选地，所述理想二极管控制器U1和U2均为LTC4357芯片；N沟道MOS管Q1和Q2均为BSC014N06S芯片。