电源控制电路、电子调速器及无人飞行器的制造方法
【专利摘要】一种电源控制电路、电子调速器和无人飞行器，包括：电容负载电路(11)、开关电路(12)和延时控制电路(13)；电容负载电路(11)和延时控制电路(13)并联在电源正极(14)和电源地(15)之间，且开关电路(12)与电容负载电路(11)串联并与延时控制电路(13)的控制端电连接；该延时控制电路(13)用于在电源正极(14)和电源地(15)之间上电时间超过预设时间后控制开关电路(12)由输出高阻抗切换为输出低阻抗。本实用新型的电源控制电路、电子调速器及无人飞行器，可以简化无人飞行器电池热插拔中防电火花操作，实现防电火花的自动控制。
【专利说明】
电源控制电路、电子调速器及无人飞行器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电源控制电路、电子调速器及无人飞行器，尤其涉及一种能够用于上电防打火的电源控制电路，属于飞行器技术领域。
【背景技术】
[0002]电子调速器是飞行器中最重要的部件之一，用于驱动飞行器中的电动机转动，以实现飞行器启停和调速等。无人机的电子调速器通过把可更换电池的直流电压转换为交流电压，用来驱动无刷电动机，转换过程中电流很大，必须要使用大电容来保证瞬时的能量供给。当电调安装在无人机上面之后，相当于多个大电容并联，从总的供电插头来看，容性负载很大。在电池更换的过程中往往会出现电池插头是带电的，直接插入无人机电池仓的时候，会出现热插拔过程。而当插入供电插头的瞬间，插头触碰会产生较大的电火花，从而降低插头的寿命和性能。
[0003]现有技术中，防止热插拔过程中产生电火花一般是通过先接入一个电阻为无人飞行器中为电动机提供大电流的大电容进行预充电，然后再通过手动控制辅助开关的方式将大电容串联到电源的两端，以起到防电火花目的。
[0004]但是，现有技术中的这种防止电火花的方式的需要手动操作，非常的繁琐。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种电源控制电路、电子调速器、无人飞行器及控制方法，以解决现有技术中无人机电池热插拔过程中防电火花需要操作繁琐的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0007]第一方面，提供一种无人飞行器的电源控制电路，包括:电容负载电路、开关电路和延时控制电路；
[0008]所述电容负载电路的输入端与电源正极电连接；
[0009]所述开关电路串联在所述负载电路的输出端和电源地之间；
[0010]所述延时控制电路的输入端和输出端之间分别连接所述电源正极和电源地，所述延时控制电路的控制端与所述开关电路电连接；
[0011]所述延时控制电路用于在所述电源正极和电源地为上电状态时，控制所述开关电路在上电时间超过预设时间后由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态。
[0012]上述电源控制电路的进一步改进，所述开关电路包括:M0S管，所述MOS管的栅极与所述延时控制电路的控制端电连接，所述MOS管的漏极与所述电容负载电路的输出端电连接，所述MOS管的源极与所述电源地电连接;所述开关电路由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态为所述MOS管由截止状态切换至导通状态。优选的，所述开关电路还包括与所述MOS管并联的第一电阻。
[0013]上述电源控制电路的进一步改进，所述开关电路包括:并联的继电器和第二电阻，所述延时控制电路的控制端与所述继电器电连接，所述开关电路由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态为所述继电器由断开状态切换至接通状态。
[0014]上述电源控制电路的进一步改进，所述延时控制电路包括:第一电容和上拉电阻；所述第一电容和上拉电阻串联在电源正极和电源地之间并与所述电容负载电路并联;所述第一电容的正极与所述开关电路电连接;所述预设时间为所述第一电容充电到预设电压值的时间。
[0015]上述电源控制电路的进一步改进，所述延时控制电路还包括:二极管，所述二极管与所述上拉电阻并联，且所述二极管的正极与所述第一电容的正极电连接，所述二极管的负极与所述上拉电阻的输入端电连接。
[0016]上述电源控制电路的进一步改进，所述延时控制电路还包括:第三电阻，所述第三电阻与所述第一电容并联，且该第三电阻与所述上拉电阻串联。
[0017]上述电源控制电路的进一步改进，所述延时控制电路还包括:稳压二极管，所述稳压二极管与所述第一电容并联，且所述稳压二极管与所述上拉电阻串联。
[0018]上述电源控制电路的进一步改进，所述延时控制电路还包括:放电控制电路;所述放电控制电路的输入端与所述电源正极电连接，所述放电控制电路的输出端与所述电源地电连接，所述放电控制电路的控制端与所述第一电容正极电连接;所述放电控制电路用于在所述电源正极和电源地之间为下电状态时，控制所述第一电容在所述电容负载电路的电压低于预设电压后放电。
[0019]上述电源控制电路的进一步改进，所述放电控制电路包括:第一三极管、第四电阻和第五电阻;所述第一三极管的发射极与所述第一电容的正极电连接，所述第一三极管的集电极与所述电源地连接，所述第一三极管的基极通过第四电阻与电源正极电连接，且所述第一三极管的基极还通过第五电阻与电源地电连接。
[0020]上述电源控制电路的进一步改进，所述放电控制电路包括:第二三极管、第三三极管、第六电阻、第七电阻和第八电阻;所述第二三极管的发射极与所述电源地电连接，所述第二三极管的基极通过所述第六电阻与所述电源正极电连接，所述第二三极管的集电极与所述第一电容的正极电连接;所述第三三极管的集电极与所述第二三极管的基极电连接，所述第三三极管的发射极与所述电源地电连接，所述第三三极管的基极与电源正极电连接;所述第七电阻和第八电阻串联在所述第二三极管的基极和电源正极之间。
[0021 ] 上述电源控制电路的进一步改进，所述放电控制电路还包括:第二电容，所述第二电容与所述第八电阻并联且与所述第七电阻串联。
[0022]上述电源控制电路的进一步改进，所述第一电容的正极和所述电容负载电路的输出端之间连接有第三电容。
[0023]上述电源控制电路的进一步改进，所述电容负载电路与开关电路所构成的串联支路与所述延时控制电路并联。
[0024]上述电源控制电路的进一步改进，所述电容负载电路和所述延时控制电路所构成的并联支路与所述开关电路串联。
[0025]第二方面，提供一种电子调速器，包括电机驱动电路和如上所述的电源控制电路，所述电源控制电路与所述电机驱动电路电连接。
[0026]第三方面，提供一种无人飞行器，包括:电动机以及如上所述的用于提供飞行动力的电子调速器。
[0027]本实用新型提供的电源控制电路、电子调速器及无人飞行器，通过延时控制电路来控制开关电路的在电源正极和电源地之间上电时间超过预设时间后由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态，从而减少了手动将主电源接入的操作，简化了操作步骤，降低了劳动强度，实现了防电火花和大电流输出的自动控制。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型实施例1提供的电源控制电路的示意图；
[0029]图2a为本实用新型实施例2提供的一种电源控制电路的示意图；
[0030]图2b为本实用新型实施例2提供的另一种电源控制电路的示意图；
[0031]图3为本实用新型实施例3提供的一种电源控制电路的示意图；
[0032]图4为本实用新型实施例4提供的电源控制电路的示意图；
[0033]图5为本实用新型实施例5提供的电源控制电路的示意图；
[0034]图6a为本实用新型实施例6提供的一种电源控制电路的示意图；
[0035]图6b为本实用新型实施例6提供的另一种电源控制电路的示意图；
[0036]图7a为本实用新型实施例7提供的一种电源控制电路的示意图；
[0037]图7b为本实用新型实施例7提供的另一种电源控制电路的示意图
[0038]图8为本实用新型实施例8提供的电源控制电路的示意图；
[0039]图9为本实用新型实施例9提供的电源控制电路的示意图；
[0040]图10为本实用新型实施例10提供的电子调速器结构示意图；
[0041]图11为本实用新型实施例12提供的电源输出电路的控制方法流程示意图。
[0042]图中:
[0043]1、电源控制电路； 11、电容负载电路；
[0044]12、开关电路；121、M0S 管；
[0045]123、第一电阻；125、继电器；
[0046]127、第二电阻；13、延时控制电路；
[0047]1311、第一电容；1313、上拉电阻；
[0048]1321、第三电容；1331、二极管；
[0049]1333、第三电阻；1335、稳压二极管；
[0050]1351、第一三极管； 1353、第四电阻；
[0051]1355、第五电阻；1371、第二三极管；
[0052]1373、第三三极管； 1375、第六电阻；
[0053]1376、第七电阻；1377、第八电阻；
[0054]1379、第二电容；14、电源正极；
[0055]15、电源地；2、电机驱动电路。
【具体实施方式】
[0056]下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0057]实施例1
[0058]本实用新型实施例1提供一种无人飞行器的电源控制电路I。图1为本实施例1提供的电源控制电路的示意图。
[0059]本实施例的电源控制电路I，用于防止无人飞行器电源热插拔时产生电火花。该电源控制电路I包括:电容负载电路11、开关电路12和延时控制电路13。其中，电容负载电路11和开关电路12串联在电源正极14和电源地15之间，也即电容负载电路11的输入端连接电源正极14，其输出端连接开关电路12的输入端，开关电路12的输出端则连接电源地15。延时控制电路13的输入端与电源正极14电连接，其输出端与电源地15连接，其控制端与开关电路12电连接，用于控制开关电路12的工作状态。其中，当电源正极14和电源地15的通电状态为上电状态时，延时控制电路13控制开关电路12在上电时间超过预设时间后将所述开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态。
[0060]具体来说，电容负载电路11，其主要用于为无人飞行器的电动机提供大电流输出。该电容负载电路11可以是由一个大电容构成，也可以是由多个并联电容构成，还可以是由电容和其他电子元件串并联组成。在本实施例中对所述电容负载电路11的具体形式不作限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
[0061]开关电路12可以是由单一晶体开关管构成，比如，双向开关三极管。该开关电路12也可以是由并联的断路器和电阻，或者并联的断路器和电感组成。当然，该开关电路12还可以是CMOS (Comp lementary Metal Oxide Semiconductor)，互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元)开关或者集成芯片。本领域技术人员应该明确只要开关电路12能够受延时控制电路13的控制从而改变其输出的阻抗即可，也即，可以受延时控制电路13控制由高阻抗输出切换至低阻抗输出即可。因此，为了行文更简洁，在本实施例中对开关电路12的具体形式不做具体限制，本领域技术人员可以根据需要具体设置。另外，需要说明的是，高阻抗是指能够将电容负载电路11的充电电流大幅度减小以满足防止产生电火花功能的阻抗，而低阻抗则是指接入电容负载电路的阻抗很小基本不影响电容负载电路11的在向电动机动态供电时的充电电流。举例来说，高阻抗可以是电阻或者是开关元件断路或截止时自身所具有的阻抗，低阻抗则是指导线的阻抗或者是开关元件闭合或导通时具有的阻抗。
[0062]延时控制电路13在本实施例中也不作具体的限制，其可以是串联在电源正极14和电源地15之间并且其控制端与开关电路12电连接的计时器，该计时器在电源上电时启动并在计时到预定时间，也即上电时间超过预设时间之后控制开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态。当然，延时控制电路13也可以通过计时控制芯片或者控制软件来实现。
[0063]本实施例的电源控制电路I的工作原理是:当无人飞行器的电池的电源插头插入电子调速器的电源插孔时，也即电池的正极和负极接入电源控制电路I的输入接口时，电源控制电路I的电源正极14和电源地15之间输入压差，电容负载电路11中的电容通过开关电路12输出的高阻抗进行充电。由于，有开关电路12的高阻抗输出，所以，电容负载电路11中的电容充电电流很小，在电池的电源插头处不会出现电火花，防止了电打火现象。与此同时，延时控制电路13分别与电源正极14和电源地15连接的输入端和输出端检测出该压差，获取到电源正极14和电源地15之间处于上电状态，则在上电超过预设时间之后通过控制端控制开关电路12由高阻抗输出状态切换为低阻抗输出状态从而为电容负载电路11向电动机输出大电流做准备。这样，当电子调速器调速过程中需要大电流时，电容负载电路11可以为其提供大电流的输出，而在输出后电容负载电路11可以通过开关电路12输出的低阻抗进行快速充电，以降低无人飞行器正常工作过程时电容负载电路11的动态充电时间，从而提高电容负载电路11的动态充放电效率。
[0064]本实施例的电源控制电路I通过延时控制电路13在电源正极14和电源地15上电超过预设时间后控制开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态，从而无需再手动将主电源和大电容连接，简化了无人飞行器电池热插拔时防打火的操作，实现了防电火花的自动控制。
[0065]同时，本实施例的电源控制电路I大大减小了插上电源插头时上电瞬间的电流峰值，减小并消除了插头接触瞬间产生的电火花，有效延长了电源接头的寿命。
[0066]而且，本实施例的电源控制电路I非常简单，容易集成在电子调速器等硬件上;非常适宜于智能电池在热插拔时候减小插头的电火花。同时还可以大大减小电池上电时候的电流应力，起到保护电池的作用，非常适合在大功率无人机上应用。
[0067]实施例2
[0068]本实用新型实施例2提供一种无人飞行器的电源控制电路。图2a为本实施例2提供的一种电源控制电路的示意图；图2b为本实施例2提供的另一种电源控制电路的示意图。
[0069]本实施例是在实施例1提供的方案的基础上，将该开关电路12设置为包括MOS管121 (金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管)。
[0070]具体而言，是将MOS管121的栅极(G)与延时控制电路13的控制端电连接，将其漏极(D)与电容负载电路11的输出端电连接，将其源极(S)与电源地15电连接，用于根据栅极的电压变化实现MOS管121的导通和截止。
[0071]由于MOS管121在截止时具有非常大的阻抗，而在导通时阻抗很小，通过延时控制电路13控制栅极(G)的电压就可以非常方便的实现MOS管121的导通和截止之间的切换，从而为开关电路12输出高阻抗或者低阻抗。并且，这样设置的开关电路12结构也很简单，性能更加稳定。
[0072]具体的，在工作时，当电源正极14和电源地15之间上电时，MOS管121处于截止状态，因此，开关电路12输出一个高阻抗，使得电容负载电路11的充电电流降低，避免产生瞬时涌流，从而防止接头处产生电火花。当上电超过预设时间后，延时控制电路13则通过控制端将MOS管121栅极(G)的电压提高到开启电压，比如，提高到2.5V，从而导通该MOS管121。由于MOS管121导通时的阻抗很小，因此在导通该MOS管121后可以使开关管电路输出一低阻抗。当然，上述MOS管121的导通电压仅是本实施例的示例性导通电压，在实际设置中可以根据电路需要选择不同的MOS管121导通电压。
[0073]同时，还需要说明的是，将MOS管121的栅极(G)电压提高到开启电压可以是瞬时完成或者通过一段时间来完成。例如，通过计时器在计时超过预设时间时立即为栅极(G)提供导通电压，或者，通过控制芯片和控制软件将栅极(G)的电压在一段时间内缓慢提高直到超过预设时间后达到导通电压。
[0074]进一步，还可以在开关电路12中设置一个与MOS管121并联的第一电阻123，用于保护MOS管I21。
[0075]具体来说，当电源正极14和电源地15上电时，在电容负载电路11的充电过程中，第一电阻123将起到分流作用，从而避免上电时充电电流过大从而击穿MOS管121。
[0076]可选的，开关电路12可以与电容负载电路11串联在一个支路中并与延时控制电路13并联，也即，将开关电路12设置在电容负载电路11的支路中。这样，MOS管121的导通和截止不会对电源输出到无人飞行器电动机的输出产生影响。
[0077]可选的，开关电路12还可以将电容负载电路11和延时控制电路13并联形成的支路与开关电路12串联，也即，将开关电路12串联在干路中。这样，通过MOS管121的导通和截止可以控制电源控制电路I输出到无人飞行器电动机的时间。并且对于较高电压的场合，可以提高防电火花的效果，并消除上电时刻电压过冲尖峰，使过冲尖峰不会输出到电动机中。
[0078]本实施例的电源控制电路I，通过设置MOS管121的方式可以使开关电路12的结构更简单，而且也能够通过为栅极(G)提供导通电压的时间控制MOS管121由截止状态到导通状态的时间，控制起来更容易和方便。并且，为MOS管121并联第一电阻123可以保护MOS管121，提高整个电源控制电路I的稳定性。
[0079]实施例3
[0080]本实用新型实施例3提供一种无人飞行器的电源控制电路。图3为本实施例3提供的电源控制电路的示意图。
[0081]本实施例是在实施例1提供的方案的基础上，将该开关电路12设置为包括:继电器125和第二电阻127。其中，延时控制电路13的控制端与继电器125电连接，用于控制继电器125的开端的开闭状态以将开关电路由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态。
[0082]具体的，延时控制电路13和电容负载电路11并联在电源正极14和电源地15之间。也即，延时控制电路13的输入端连接电源正极14，其输出端连接电源地15;电容负载电路11的输入端也连接电源正极14，其输出端也连接电源地15。并且延时控制电路13的控制端与继电器125的输入端电连接，继电器125的输出端连接电源地15。继电器125的开关与第二电阻127并联，且其两端分别连接延时控制电路13的输出端和电容负载电路11的输出端。
[0083]具体的，在工作时，当电源正极14和电源地15之间上电时，继电器125的开关断开。此时，第二电阻127作为开关电路12的高阻抗输出，从而降低了上电时电容负载电路11充电的电流，消除了电容负载电路11充电时的瞬时峰值，进而避免电源插头出现电火花。在充电超过预设时间后，延时控制电路13的控制端将继电器125接通。当继电器125接通后，第二电阻127被继电器125短路，电容负载电路11的输出端通过继电器125与电源地15直接连接，也即，电容负载电路11通过开关电路12输出的低阻抗进行动态充电，从而缩短动态充电的时间，提高电容负载电路11输出大电流的效率。
[0084]本实施例的电源控制电路I，通过设置并联的继电器125和第二电阻127的方式实现开关电路12高阻抗输出和低阻抗输出的切换，方便，简单，易于实现上电时防电火花的自动控制。并且还可以控制电源控制电路I输出到无人飞行器电动机的时间。并且对于较高电压的场合，可以提高防电火花的效果，并消除上电时刻电压过冲尖峰，使过冲尖峰不会输出到电动机中。
[0085]实施例4
[0086]本实用新型实施例4提供一种无人飞行器的电源控制电路。图4为本实施例4提供的电源控制电路的示意图。
[0087]本实施例是在实施例1、实施例2或者实施例3提供的技术方案基础上，将延时控制电路13设置为包括:第一电容1311和上拉电阻1313。其中，第一电容1311和上拉电阻1313串联在电源正极14和电源地15之间并与电容负载电路11并联;且第一电容1311的正极与开关电路12电连接。
[0088]具体的，上拉电阻1313可以直接串联到电源正极14，也可以间接与电源正极14串联。例如，上拉电阻1313可以与由电源正极14分压而来的无人飞行器的系统电源串联。
[0089]在工作时，当电源正极14和电源地15上电时，在电容负载电路11充电的同时，第一电容1311也通过上拉电阻1313进行充电。随着第一电容1311的充电，其两端的电压也在逐渐升高，从而通过第一电容1311正极和负极之间的电压变化来控制开关电路12的工作状
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[0090]例如，当第一电容1311的正极和负极分别与继电器125的输入端和输出端电连接时，随着上电时间的增加，第一电容1311的正极和负极间的电压也随着时间的增加而升高，也即，与第一电容1311两极电连接的继电器125的输入端和输出端之间的电压随着上电时间的增加而升高。当上电时间超过预设时间后，继电器125输入端和输出端之间的电压超过导通电压阈值时，继电器125随之被闭合，开关电路12的输出阻抗也就从高阻抗切换为低阻抗。而当第一电容1311的正极和负极之间进入下电状态时，随着负载电容电路中的电容放电，负载电容电路的输入端和输出端之间的电压逐渐降低。当负载电容电路的输入端和输出端之间的电压降低到低于预设电压后，第一电容1311开始放电，第一电容1311的正极和负极之间的电压也随之降低，继电器125输入端和输出端之间的电压值也随之降低。当继电器125输入端和输出端之间的电压值降低到导通阈值以下时，继电器125随之被断开，开关电路12的输出阻抗也就从低阻抗切换为高阻抗。
[0091]再例如，当第一电容1311的正极与MOS管121的栅极(G)电连接时，随着上电时间的增加，第一电容1311的正极和负极间的电压也随着时间的增加而升高，也即，与第一电容1311正极电连接的MOS管121的栅极(G)的电压也随着上电时间的增加而升高。当上电时间超过预设时间后，MOS管121的栅极(G)的电压超过导通电压后，MOS管121随即被导通，开关电路12的输出阻抗也就从高阻抗切换为低阻抗。而当第一电容1311的正极和负极之间进入下电状态时，随着负载电容电路中电容的放电，负载电容电路的输入端和输出端之间的电压逐渐降低。当负载电容电路的输入端和输出端之间的电压降低到低于预设电压后，第一电容1311开始放电，第一电容1311的正极电压也随之降低，MOS管121栅极(G)的电压也随之降低。当MOS管121栅极(G)的电压降低到导通电压以下时，MOS管121随之被截止，开关电路12的输出阻抗也就从低阻抗切换为高阻抗。
[0092]从上述分析可以看出，开关电路12由高阻抗输出状态切换为低阻抗输出状态的预设时间为第一电容1311充电到继电器125或者MOS管121的导通电压的时间，也即第一电容1311充电到预设电压值的时间。并且，通过控制第一电容1311和上拉电阻1313的参数可以获得不同的第一电容1311充电时间，也即，获得不同的控制开关电路12由高阻抗切换到低阻抗的时间，也即，预设时间。
[0093]可选的，当开关电路12包括MOS管121时，可以在第一电容1311的正极和电容负载电路11的输出端之间连接有第三电容1321，用于减小MOS管121的导通电流。
[0094]具体的，当第三电容1321和MOS管121并联时，可以增加总的弥勒电容。在MOS管121开通的时候可以增加Vgs的弥勒平台时间，可以减缓Vds电压的下降速度，从而减小MOS管121的开通电流。其中，Vgs指栅极(G)和源极(S)之间的压差;Vds指漏极(D)和源极(S)之间的压差。
[0095]同时，当第一电容1311放电时，第三电容1321还可以延长第一电容1311放电时间，从而增加MOS管121的开通时间。
[0096]本实施例的电源控制电路I，通过串联在电源正极14和电源地15之间的第一电容1311和上拉电阻1313，可以非常方便的通过第一电容1311的充放电来控制开关电路12在高阻抗输出和低阻抗输出之间进行切换，实现了电池热插拔的自动化。而且，还可以通过调整第一电阻123和第一电容1311的参数来控制第一电容1311的充电时间，从而控制开关电路12由高阻抗输出切换为低阻抗输出的时间，进而提高上电时电容负载电路11在高阻抗下充电的时间以提高电源控制电路I防电火花的效果。
[0097]实施例5
[0098]本实用新型实施例5提供一种无人飞行器的电源控制电路。图5为本实施例5提供的电源控制电路的示意图。
[0099]本实施例是在实施例4提供的技术方案基础上，将上拉电阻1313与一个二极管1331并联，用于加速第一电容1311放电。其中，该二极管1331的正极与第一电容1311的正极电连接，该二极管1331的负极与上拉电阻1313的输入端电连接。
[0100]具体的，本实施例的电源控制电路I在电源正极14和电源地15处于下电状态时，当负载电容电路的输入端和输出端的电压降低到预设电压(比如，6-7v)后，第一电容1311可以通过二极管1331放电，从而加速第一电容1311的放电，使其尽快回到待充电的初始状态。
[0101]需要说明的是，本实施例中也可以在开关电路12包括MOS管121时，在第一电容1311的正极和电容负载电路11的输出端之间连接有第三电容1321，用于减小MOS管121的导通电流。第三电容1321的作用原理及效果请参见实施例4。
[0102]图5中上拉电阻1313连接的电源是由电池的电源分压而来，也即，为电源正极14分压而来，其实质就是将上拉电阻1313与电源正极14间接连接。
[0103]本实施例的电源控制电路I，通过对上拉电阻1313并联一个二极管1331的方式来加快第一电容1311的放电，可以使电路快速回复初始状态，以备下一次电池的接入。
[0104]实施例6
[0105]本实用新型实施例6提供一种无人飞行器的电源控制电路。图6a为本实施例6提供的一种电源控制电路的示意图。图6b为本实施例6提供的一种电源控制电路的示意图。
[0106]本实施例是在实施例4提供的技术方案基础上，将第一电容1311与一第三电阻1333并联，且该第三电阻1333与上拉电阻1313串联，该第三电阻1333用于与上拉电阻1313对电源进行分压，用于保护开关电路12。
[0107]具体的，本实施例的电源控制电路I，当电源正极14和电源地15处于上电状态时，电源经上拉电阻1313和第三电阻1333分压后给第一电容1311充电，从而可以保护与第一电容1311正极连接的开关电路12。例如，当与第一电容1311正极连接的为MOS管121时，由于MOS管121的Vgs可能在20V以内，而电源正极14与电源地15之间的压差可能会比20V高，所以可以通过接入第三电阻1333，以调整MOS管121的栅极(G)的电压，使得MOS管121的Vgs充满电压接近12V，从而保护MOS管121。当然，基于上述原理可知，第三电阻1333也可以保护开关电路12中的继电器125或者其他开关元件
[0108]当电源正极14和电源地15处于下电状态时，当负载电容电路的输入端和输出端的电压降低到预设电压(比如，6-7v)后，第一电容1311可以通过第三电阻1333放电，从而加速第一电容1311的放电，使其尽快回到待充电的初始状态。
[0109]需要说明的是，本实施例中也可以在开关电路12包括MOS管121时，在第一电容1311的正极和电容负载电路11的输出端之间连接有第三电容1321，用于减小MOS管121的导通电流。第三电容1321的作用原理及效果请参见实施例4。
[0110]本实施例的电源控制电路I，通过为上拉电阻1313串联一个与第一电容1311并联的第三电阻1333，可以通过调整上拉电阻1313和第三电阻1333的分压比以保护开关电路
12。同时，第三电阻1333在第一电容1311放电时还可以加快其放电，以使电路快速回复初始状态，以备下一次电池的接入。
[0111]实施例7
[0112]本实用新型实施例7提供一种无人飞行器的电源控制电路I。图7a为本实施例7提供的一种电源控制电路的示意图。图7b为本实施例7提供的一种电源控制电路的示意图。
[0113]本实施例是在实施例4提供的技术方案基础上，将第一电容1311与一稳压二极管1335并联，且该稳压二极管1335与上拉电阻1313串联，用于与上拉电阻1313组成并联稳压电路，从而保护开关电路12。
[0114]本实施例的电源控制电路I在工作时，稳压二极管1335会始终将第一电容1311正极的电压稳定在二极管1331的稳压值，从而保护与第一电容1311正极连接的开关电路12。例如，当与第一电容1311正极连接的为MOS管121时，图7中的稳压二极管1335可以将MOS管121的Vgs控制在12V以内，从而保护稳压二极管1335不会被烧坏。当然，基于上述原理可知，稳压二极管1335也可以保护开关电路12中的继电器125或者其他晶体管元件。
[0115]需要说明的是，本实施例中也可以在开关电路12包括MOS管121时，在第一电容1311的正极和电容负载电路11的输出端之间连接有第三电容1321，用于减小MOS管121的导通电流。第三电容1321的作用原理及效果请参见实施例4。
[0116]本实施例的电源控制电路1，通过为上拉电阻1313串联一个与第一电容1311并联的稳压二极管1335，可以保护开关电路12。
[0117]实施例8
[0118]本实用新型实施例8提供一种无人飞行器的电源控制电路。图8为本实施例8提供的电源控制电路的示意图。
[0119]本实施例是在实施例4提供的技术方案基础上，设置一个用于控制第一电容1311在电容负载电路11的电压低于预设电压后放电的放电控制电路。
[0120]具体的，该放电控制电路包括第一三极管1351、第四电阻1353和第五电阻1355。其中，第一三极管1351的发射极与第一电容1311的正极电连接，第一三极管1351的集电极与电源地15连接，第一三极管1351的基极通过第四电阻1353与电源正极14电连接，且第一三极管1351的基极还通过第五电阻1355与电源地15电连接。
[0121 ] 在工作时，当电源正极14和电源地15之间为上电状态时，电容负载电路11通过开关电路12输出的高阻抗进行充电时，第一电容1311也通过上拉电阻1313开始充电。此时，由于开关电路12输出的高阻抗作用，电容负载电路11的充电电流很小，且消除了其充电瞬间的电流峰值，避免了电源接头出现电火花。
[0122]当上电时间超过第一电容1311充电到预设电压的时间时，开关电路12从高阻抗输出切换为低阻抗输出，以实现对电容负载电路11对电动机的大电流输出，并在开关电路12提供的低阻抗下实现动态充电，从而减少动态充电的时间。具体的，在图8中，上电时间为超过第一电容1311充电到MOS管121导通电压的时间，而开关电路12的高阻抗由MOS管121截止时的阻抗和第一电阻123来提供，低阻抗则主要由MOS管121导通后的MOS管121自身的阻抗来提供。
[0123]同时，在电池接入电源控制电路I的所有时间内，第一三极管1351的基极电压和射电极之间的压降小于第一三极管1351的导通电压，因此，在电池接入电源控制电路I的整个时间内均处于截止状态。
[0124]当电源正极14和电源地15之间为下电状态时，当电容负载电路11输入端和输出端的电压降低到预设电压后，第一三极管1351的基极电压和射电极之间的压降升高到超过第一三极管1351的导通电压，第一三极管1351随即导通。第一电容1311通过第一三极管1351迅速放电。MOS管121的栅极电压也随之迅速降低到低于导通电压，MOS管121截止，开关电路12回到输出高阻抗的状态。
[0125]需要说明的是，本实施例中也可以在开关电路12包括MOS管121时，在第一电容1311的正极和电容负载电路11的输出端之间连接有第三电容1321，用于减小MOS管121的导通电流。第三电容1321的作用原理及效果请参见实施例4。
[0126]本实施例的电源控制电路I，通过设置包括第一三极管1351的放电控制电路，可以延迟开关电路12由低阻抗输出状态切换至高阻抗输出状态的时间，提高电容负载电路11的放电时间。
[0127]实施例9
[0128]本实用新型实施例9提供一种无人飞行器的电源控制电路。图9为本实施例9提供的电源控制电路的示意图。
[0129]本实施例是在实施例4提供的技术方案基础上，设置一个用于控制第一电容1311在电容负载电路11的电压低于预设电压后放电的放电控制电路。
[0130]具体的，该放电控制电路包括:第二三极管1371、第三三极管1373、第六电阻1375、第七电阻1376和第八电阻1377。
[0131]该第二三极管1371的发射极与电源地15电连接，第二三极管1371的基极通过第六电阻1375与电源正极14电连接，第二三极管1371的集电极与第一电容1311的正极电连接。
[0132]第三三极管1373的集电极与第二三极管1371的基极电连接，第三三极管1373的发射极与电源地15电连接，第三三极管1373的基极与电源正极14电连接。
[0133]第七电阻1376和第八电阻1377串联在第二三极管1371的基极和电源正极14之间。
[0134]在工作时，当电源正极14和电源地15之间为上电状态时，电容负载电路11通过开关电路12输出的高阻抗进行充电时，第一电容1311也通过上拉电阻1313开始充电。此时，由于开关电路12输出的高阻抗作用，电容负载电路11的充电电流很小，且消除了其充电瞬间的电流峰值，避免了电源接头出现电火花。
[0135]当上电时间超过第一电容1311充电到预设电压的时间时，开关电路12从高阻抗输出切换为低阻抗输出，以实现对电容负载电路11对电动机的大电流输出，并在开关电路12提供的低阻抗下实现动态充电，从而减少动态充电的时间。具体的，在图9中，上电时间为超过第一电容1311充电到MOS管121导通电压的时间，而开关电路12的高阻抗由MOS管121截止时的阻抗和第一电阻123来提供，低阻抗则主要由MOS管121导通后的MOS管121自身的阻抗来提供。
[0136]同时，在电池接入电源控制电路I的所有时间内，第三三极管1373的基极电压大于射电极的电压，第三二极管1331处于导通状态。第二三极管1371由于第三二极管1331处于导通状态，因此，其基极电压小于基极和射电极之间的压降，从而使得第二三极管1371处于截止状态。
[0137]当电源正极14和电源地15之间为下电状态时，当电容负载电路11输入端和输出端的电压降低到预设电压后，第三三极管1373的基极电压降低到小于其基极和射电极之间的压降，从而第三三极管1373截止。此时，由于第三三极管1373截止，第二三极管1371的基极电压高于射电极电压，第二三极管1371导通，第一电容1311迅速放电。MOS管121的栅极电压也随之迅速降低到低于导通电压，MOS管121截止，开关电路12回到输出高阻抗的状态。
[0138]进一步，设置一个第二电容1379，用于提高第三二极管1331对于电容负载电路11输入端和输出端压降的检测能力。该第二电容1379与第八电阻1377并联，且与第七电阻1376串联。
[0139]另外，在本实施例中可以通过控制第六电阻1375、第七电阻1376和第八电阻1377来控制第一电容1311放电时电容负载电路11的输入端和输出端之间的电压。当然，当设置有第二电容1379时，可以通过控制第六电阻1375、第七电阻1376、第八电阻1377和第二电容1379来控制第一电容1311放电时电容负载电路11的输入端和输出端之间的电压，以提高控制精度。
[0140]需要说明的是，本实施例中也可以在开关电路12包括MOS管121时，在第一电容1311的正极和电容负载电路11的输出端之间连接有第三电容1321，用于减小MOS管121的导通电流。第三电容1321的作用原理及效果请参见实施例4。
[0141]另外，图9中上拉电阻1313连接的电源是由电池的电源分压而来，也即，为电源正极14分压而来，其实质就是将上拉电阻1313与电源正极14间接连接。
[0142]本实施例的电源控制电路I，通过第二三极管1371和第三三极管1373组成的双三极管作为放电控制电路，可以提高对第一电容1311放电的控制效果。
[0143]实施例10
[0144]本实用新型实施例10提供一种电子调速器。图10为本实施例10提供的电子调速器结构示意图。
[0145]本实施例的电子调速器包括:电机驱动电路2和上述实施例中的电源控制电路I。其中，电源控制电路I与电机驱动电路2电连接，用于给电机驱动电路2供电。
[0146]本实施例的电源控制电路的具体电路结构、连接关系、原理及效果均与上述实施例1-9相同，具体请参阅上述实施例。
[0147]本实施例的电子调速器，通过电源控制电路I中的延时控制电路13在电源正极14和电源地15上电超过预设时间后控制开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态，从而无需再手动将主电源和大电容连接，简化了无人飞行器电池热插拔时防打火的操作，实现了防电火花的自动控制。
[0148]同时，本实施例的电子调速器还大大减小了插上电源插头时上电瞬间的电流峰值，减小并消除了插头接触瞬间产生的电火花，有效延长了电源接头的寿命。
[0149]而且，本实施例的电子调速器的电源控制电路I非常简单，容易集成在电子调速器等硬件上;非常适宜于智能电池在热插拔时候减小插头的电火花。同时还可以大大减小电池上电时候的电流应力，起到保护电池的作用，非常适合在大功率无人机上应用。
[0150]实施例11
[0151]本实用新型实施例11提供一种无人飞行器。
[0152]本实施例的无人飞行器包括:电动机以及上述实施例10中的电子调速器。其中，电子调速器与电动机电连接，电动机用于提供飞行动力；电子调速器用于控制电动机的工作状态。
[0153]在本实施例中，电子调速器中与电机驱动电路2电连接的电源控制电路的具体具体电路结构、连接关系、原理及效果与上述实施例1-9相同，具体请参阅上述实施例，在此，不再进行赘述。
[0154]本实施例的无人飞行器大大减小了插上电源插头时上电瞬间的电流峰值，减小并消除了插头接触瞬间产生的电火花，有效延长了电源接头的寿命。
[0155]本实施例的无人飞行器的通过电源控制电路I中的延时控制电路13在电源正极14和电源地15上电超过预设时间后控制开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态，从而无需再手动将主电源和大电容连接，简化了无人飞行器电池热插拔时防打火的操作，实现了防电火花的自动控制。
[0156]同时，本实施例的电子调速器还大大减小了插上电源插头时上电瞬间的电流峰值，减小并消除了插头接触瞬间产生的电火花，有效延长了电源接头的寿命。
[0157]而且，本实施例的电子调速器的电源控制电路I非常简单，容易集成在电子调速器等硬件上;非常适宜于智能电池在热插拔时候减小插头的电火花。同时还可以大大减小电池上电时候的电流应力，起到保护电池的作用，非常适合在大功率无人机上应用。
[0158]实施例12
[0159]本实用新型实施例12提供一种电源输出电路的控制方法。图11为本实用新型实施例12提供的电源输出电路的控制方法的流程示意图。
[0160]本实施例的控制方法，包括用于为无人飞行器电动机提供大电流输出的电容负载电路11和开关电路12。其中，开关电路12串联在电容负载电路11和电源地15之间。本实施例的电源输出电路控制方法中控制所述开关电路12的方法包括:
[0161 ] 控制所述开关电路12在所述电源正极14和电源地15之间上电超过预设时间后由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态。
[0162]具体的，控制开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态的方法可以通过软件或者硬件电路，以及芯片来实现。
[0163]例如，可以是通过控制开关电路12中的继电器125开关的接通与断开来对开关电路12的工作状态进行控制。也可以是通过开关电路12中可能包括的MOS管121从截止状态到导通状态的来对开关电路12进行控制。当然，对于时间的控制可以通过计时器或者计时电路、计时软件来实现。
[0164]具体的，可以通过控制与MOS管121的栅极连接的第一电容1311充电来实现在预设时间后控制MOS管121从截止状态到导通状态从而实现开关电路12由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态的目的。
[0165]进一步，控制所述开关电路12的方法还包括:控制第一电容1311放电，然后控制所述开关电路12在所述电容负载电路11的电压低于预设电压后由低阻抗输出状态切换至高阻抗输出状态。
[0166]具体的，控制第一电容1311放电以及控制所述开关电路12由低阻抗输出状态切换至高阻抗输出状态都可以通过芯片来实现。例如，可以将开关电路12与一控制芯片连接，通过芯片上检测到的电容负载电路11的电压变化控制第一电容放电，并控制开关电路12在电容负载电路11的电压低于预设电压后由低阻抗输出状态切换至高阻抗输出状态。当然，上述控制方式也可以通过电路来实现。比如，设置一个与第一电容1311连接的取样控制电路，当取样控制电路获取到电容负载电路11的电压降低到预设值时就控制第一电容1311放电来实现对开关电路12工作状态的控制。当然，还可以通过软件来实现对第一电容1311放电以及开关电路12由低阻抗输出状态切换至高阻抗输出状态的控制。
[0167]另外，需要说明的是，本实施例中控制方法的具体控制方法、原理及其过程与上述实施例所描述的控制方法、原理和操作过程相同，本领域技术人员可以参阅以上所有实施例，在此不再赘述。
[0168]本实施例的电源输出电路的控制方法，通过控制开关电路12在上电超过预设时间之后由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态，从而可以非常方便简单的实现电池热插拔过程中的防电火花目的，而且无需手工操作。
[0169]以上各个实施例中的技术方案、技术特征在与本相冲突的情况下均可以单独，或者进行组合，只要未超出本领域技术人员的认知范围，均属于本申请保护范围内的等同实施例。
[0170]在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的相关装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0171]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0172]另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0173]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得计算机处理器(processor)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0174]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
[0175]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种无人飞行器的电源控制电路，其特征在于，包括:电容负载电路、开关电路和延时控制电路； 所述电容负载电路的输入端与电源正极电连接； 所述开关电路串联在所述电容负载电路的输出端和电源地之间； 所述延时控制电路的输入端和输出端之间分别连接所述电源正极和电源地，所述延时控制电路的控制端与所述开关电路电连接； 所述延时控制电路用于在所述电源正极和电源地为上电状态时，控制所述开关电路在上电时间超过预设时间后由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态。2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关电路包括:MOS管，所述MOS管的栅极与所述延时控制电路的控制端电连接，所述MOS管的漏极与所述电容负载电路的输出端电连接，所述MOS管的源极与所述电源地电连接;所述开关电路由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态为所述MOS管由截止状态切换至导通状态。3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关电路还包括与所述MOS管并联的第一电阻。4.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关电路包括:并联的继电器和第二电阻，所述延时控制电路的控制端与所述继电器电连接，所述开关电路由高阻抗输出状态切换至低阻抗输出状态为所述继电器由断开状态切换至接通状态。5.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述延时控制电路包括:第一电容和上拉电阻； 所述第一电容和上拉电阻串联在电源正极和电源地之间并与所述电容负载电路并联； 所述第一电容的正极与所述开关电路电连接； 所述预设时间为所述第一电容充电到预设电压值的时间。6.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述延时控制电路还包括:二极管，所述二极管与所述上拉电阻并联，且所述二极管的正极与所述第一电容的正极电连接，所述二极管的负极与所述上拉电阻的输入端电连接。7.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述延时控制电路还包括:第三电阻，所述第三电阻与所述第一电容并联，且该第三电阻与所述上拉电阻串联。8.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述延时控制电路还包括:稳压二极管，所述稳压二极管与所述第一电容并联，且所述稳压二极管与所述上拉电阻串联。9.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述延时控制电路还包括:放电控制电路； 所述放电控制电路的输入端与所述电源正极电连接，所述放电控制电路的输出端与所述电源地电连接，所述放电控制电路的控制端与所述第一电容正极电连接； 所述放电控制电路用于在所述电源正极和电源地之间为下电状态时，控制所述第一电容在所述电容负载电路的电压低于预设电压后放电。10.根据权利要求9所述的电源控制电路，其特征在于，所述放电控制电路包括:第一三极管、第四电阻和第五电阻； 所述第一三极管的发射极与所述第一电容的正极电连接，所述第一三极管的集电极与所述电源地连接，所述第一三极管的基极通过第四电阻与电源正极电连接，且所述第一三极管的基极还通过第五电阻与电源地电连接。11.根据权利要求9所述的电源控制电路，其特征在于，所述放电控制电路包括:第二三极管、第三三极管、第六电阻、第七电阻和第八电阻； 所述第二三极管的发射极与所述电源地电连接，所述第二三极管的基极通过所述第六电阻与所述电源正极电连接，所述第二三极管的集电极与所述第一电容的正极电连接； 所述第三三极管的集电极与所述第二三极管的基极电连接，所述第三三极管的发射极与所述电源地电连接，所述第三三极管的基极与电源正极电连接； 所述第七电阻和第八电阻串联在所述第二三极管的基极和电源正极之间。12.根据权利要求11所述的电源控制电路，其特征在于，所述放电控制电路还包括:第二电容，所述第二电容与所述第八电阻并联且与所述第七电阻串联。13.根据权利要求5-12任一项所述的电源控制电路，其特征在于，所述第一电容的正极和所述电容负载电路的输出端之间连接有第三电容。14.根据权利要求1-12任一项所述的电源控制电路，其特征在于，所述电容负载电路与开关电路所构成的串联支路与所述延时控制电路并联。15.根据权利要求1-12任一项所述的电源控制电路，其特征在于，所述电容负载电路和所述延时控制电路所构成的并联支路与所述开关电路串联。16.—种电子调速器，其特征在于，包括:电机驱动电路和如权利要求1-15任一项所述的电源控制电路，所述电源控制电路与所述电机驱动电路电连接。17.—种无人飞行器，其特征在于，包括:电动机以及用于控制所述电动机的如权利要求16所述的电子调速器。
【文档编号】H02M1/32GK205544915SQ201620085273
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】倪锦云
【申请人】深圳市大疆创新科技有限公司