无人机不间断供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及双路电源无缝切换技术领域，尤其涉及一种无人机不间断供电系统。
【背景技术】
[0002]无人机机载电源分为发电机电源和应急电源两类。正常情况下，由发电机为全机提供连续电能;在发电机电源失效的情况下，采用机载蓄电池作为应急电源为无人机供电。在发电机与蓄电池的电源切换过程中，会出现供电中断间隙。而无人机控制系统中的飞控、惯导等设备作为一种全电控制系统，要求工作电源不能间断。为了满足这些设备的不间断供电要求，一般采取以下两种方式:
[0003]—、采用直连浮充方式连接蓄电池
[0004]低压直流供电无人机的发电机输出额定电压为28.5V，现国内多采用标称电压为24V的蓄电池直接挂靠于相应的汇流条。发电机正常工作输出额定电压时，蓄电池处于浮充状态，不对外放电；当发电机电压跌落至24V以下时，自动切换到蓄电池供电。
[0005]缺点:采用浮充方式连接蓄电池时，要求蓄电池的电压低于发电机电压下限。蓄电池电压偏低将导致送达用电设备端的电源电压也有较大幅度的偏低。尤其当蓄电池负载较大时，蓄电池带载电压进一步降低，输电线路压降进一步增大，有可能导致送达用电设备端的电源电压低于设备正常工作电压范围。目前一般采用增大蓄电池容量的方式提高其带载时的电压，并在飞机上增加大容量电容。这也必然增加飞机的重量和成本，对于无人机这类轻型飞机来说代价较大。
[0006]二、采用继电器和大容量支撑电容的不间断供电切换电路
[0007]为了使蓄电池供电时能够输出较高电压并同时减轻蓄电池重量，可将蓄电池电压提高至比发电机电压略高的水平，如30V左右。而蓄电池电压提高后，便不能将蓄电池与汇流条直接连接，需设置相应的主电源与应急电源转换控制电路，以防止蓄电池在非应急工作时放电。由此带来另一个问题:在发电机电源与蓄电池电源供电切换的过程中，会产生短暂的断电，需设置专门的不间断供电电路保证无人机飞控、惯导等设备的正常工作，以保证其数据不丢失。根据航空工业相关标准，对于具有不间断供电要求的数字式航空电子设备，允许供电中断时间应小于50ys。
[0008]如图1所示，目前国内多采用快速反应继电器作为供电切换器件，并通过在用电设备端设置大容量支撑电容来消除不间断供电设备在电源切换时出现的供电中断间隙。以汇流条电压采样值作为控制驱动电路的输入，当汇流条电压值低于某门限值后，由控制驱动电路驱动继电器动作，将发电机电源切换至蓄电池电源。电源切换开关器件选用响应速度快的继电器，可尽量缩短电源切换中出现的掉电间隔时间，再通过在设备端合理配置电容，可满足设备的不间断供电要求。
[0009]综上所述，现有技术的缺点主要有以下两点:
[0010]—是电路较复杂，同时也降低了电路的基本可靠性；[0011 ] 二是以快速反应继电器作为不间断供电切换电路的切换器件，机械触点动作时仍存在短时的电源掉电时间，需通过外加支撑电容实现不间断供电，增加了电路的重量和复杂程度，同时带来了无人机重量增加问题。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型的目的是为解决目前无人机双电源供电时，两路电源之间的切换存在短时的掉电时间，需通过外加支撑电容实现不间断供电，切换系统的重量大，复杂程度高，可靠性低的技术问题。
[0013]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种无人机不间断供电系统，包括发电机、蓄电池、不间断控制电路、不间断汇流条和主汇流条，其中，所述蓄电池与所述不间断控制电路输入端连接，该不间断控制电路输出端连接所述不间断汇流条，所述发电机与所述主汇流条连接，并通过主汇流条连接所述不间断汇流条;所述不间断汇流条直接向无人机不间断负载分配电源，所述主汇流条直接向无人机其他负载分配电源;所述不间断控制电路用于根据发电机输出电压进行供电回路切换，当发电机输出电压使所述不间断汇流条电压低于最低工作电压阈值时，该不间断控制电路导通，当发电机输出电压使不间断汇流条电压高于最低工作电压阈值时，该不间断控制电路关断，所述最低工作电压阈值由所述不间断负载的最低工作电压决定。
[0014]优选地，所述不间断控制电路由稳压电路和模拟开关电路串联构成，所述稳压电路的输入端连接所述蓄电池，该稳压电路输出端连接所述模拟开关电路输入端，用于稳定所述模拟开关电路的输入电压;所述模拟开关电路输出端与所述不间断汇流条连接，当所述不间断汇流条电压低于最低工作电压阈值时，该模拟开关电路导通并放大蓄电池的供电电流，当所述不间断汇流条电压高于最低工作电压阈值时，该模拟开关电路关断。
[0015]优选地，所述稳压电路由限流电阻和稳压二极管串联构成，所述限流电阻连接所述稳压二极管的负极，稳压二极管的正极接地。
[0016]优选地，所述稳压二极管的门限电压为所述不间断汇流条最低工作电压阈值与所述模拟开关电路压降之和。
[0017]优选地，所述模拟开关电路由多个三极管或场效应管串联组成。
[0018]优选地，所述模拟开关电路由三只三极管或场效应管串联组成。
[0019]优选地，所述模拟开关电路由达林顿放大电路和三极管串联组成。
[0020]优选地，所述主汇流条和不间断汇流条之间设有隔离电路，该隔离电路用于阻断所述蓄电池的电流通过所述不间断汇流条进入主汇流条。
[0021]优选地，所述隔离电路为一组并联的二极管，该组二极管的正极连接所述主汇流条，其负极连接所述不间断汇流条。
[0022 ]优选地，在所述蓄电池和所述不间断控制电路之间设有蓄电池开关。
[0023]本实用新型结构简单、成本低、重量轻，仅以少数三极管、稳压管等分立元件构建无人机的双路电源供电切换电路，减少了系统的体积、重量，也能够极大地节省成本;可靠性高，精简的电路设计提高了系统的可靠性;电源切换无间隔，以三极管(或场效应管)构建供电切换电路，而不使用现有技术中普遍采用的继电器、接触器之类的机械触点开关，从而避免了触点切换过程中出现的电源电压跌落的现象；支持高电位的蓄电池作为不间断电源，系统将高于发电机电源电位的蓄电池作为发电机的备用电源，使得发电机失效情况下设备仍能获得较高电位的电源，避免传统浮充方式连接蓄电池时所出现的供电电压不足的情况。
【附图说明】
[0024]图1为现有技术原理框图；
[0025]图2为本实用新型的原理框图；
[0026]图3为本实用新型实施例一的系统结构图；
[0027]图4为本实用新型实施例二的系统结构图；
[0028]图5为本实用新型实施例中供电电压监测结果图。
[0029]图中，蓄电池I;蓄电池开关2;不间断控制电路3;不间断汇流条4;发电机5;主汇流条6;不间断用电设备7;其他机载用电设备8。
【具体实施方式】
[0030]现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，且其不应理解为对本实用新型的限制。
[0031]如图2所示的原理框图，本实用新型的无人机不间断供电系统，蓄电池I通过蓄电池开关2连接到不间断控制电路3，不间断控制电路3通过不间断汇流条4连接到不间断用电设备(或称不间断负载)7;发电机5通过主汇流条6分别连接到不间断汇流条4和其他机载用电设备(或称其他机载负载)8，发电机5正常工作时，为不间断用电设备7和其他机载用电设备8供电。当发电机5故障时，其输出电压跌落，当发电机5的输出电压使不间断汇流条电压低于最低工作电压阈值Vl时，不间断控制电路3导通，切换到由蓄电池I通过不间断汇流条4为不间断用电设备7供电，保证了无人机的飞控、惯导等不间断负载设备在发电机故障时正常工作；当发电机5的输出电压使不间断汇流条电压高于最低工作电压阈值Vl时，发电机5的故障排除，不间断控制电路3关断，重新切换到由发电机5为所有