专利名称：航模接收机备用电源无功耗电子切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于航模和电子技术领域，涉及一种航模接收机备用电源无功耗电 子切换装置。
背景技术：
随着航空模型科技活动的不断普及，热衷于大级别航空模型的爱好者越来越 多，如汽油机。然而有些航空模型爱好者对大级别空模舵机等机载设备耗电量迅速 增加等技术问题没有引起足够的重视，而是停留在小级别空模机载设备耗电的认知水平 上，在地面没有对机载电池组进行全程模拟试验就到外场放飞。在外场不间断地起、降 飞行中，常常忽视或者忘记了航模接收机电池组的剩余电量问题，因而时常发生因航模 接收机空中缺电酿成非操纵性的严重事故。一旦航模接收因机载电池组缺电失控发生坠 机或丢失等事故，多数会给航模爱好者造成程度不同的损失，轻则航模飞机或接收机受 损，重则航模发动机报废。为了解决航模活动中这个现实问题，主要有3种途径可以解决一是通过大幅 度地增加机载电池组的容量；其次是加装并使用电池电量检测器；三是使用本发明所述 的航模接收机备用电源无功耗电子切换装置。本实用新型根据航空模型接收机、舵机工作特点和对电池组电量的技术要求， 在备用电源切换装置设计方案方面弃之插入损耗较大、易产生电火花干扰、切换时间 长、且重量偏大的继电器制作方案；回避使用技术难度较大、且成本较高的单片机设计 方案；不采用切换动作迟钝、增加接收机电源负担利用遥控设备闲置通道进行遥控切换 的方案。随着大级别航空模型有效载荷大幅度的增加，备用电源和航模接收机备用电源 无功耗电子切换装置增加的重量可以忽略不计。
实用新型内容发明目的本实用新型是为解决大级别航空模型接收机电池组因缺电而发生严 重事故等问题，是一种应急用的、实用性较强的航模接收机备用电源制作技术，能够实 现接收机备用电源无功耗快速切换的技术目标。技术方案经过多种方案试验、分析和比较，本实用新型不选用切换时间较长 的后备式应急电源设计方案，最终参考电脑终端设立主电源和应急电源(UPS)的供电思 路，借鉴反映快捷的在线式应急电源设计构思。技术特征航模接收机备用电源无功耗电子切换装置，由主电源、电压检测电 路、主电源工作指示电路、电平转换及驱动电路、切换电源执行电路、备用电源组成， 其特征是在主电源与备用电源之间的电压检测电路、电源切换执行电路的组成分别是(1)电压检测电路由4.75V三端微功耗电压检测器(IC)、电阻R1、电阻R2组 成，电阻R1、电阻R2连接后与电压检测器(IC)输入端2脚相连，电阻R2另一端接主电源正极，第电阻Rl的另一端接地。(2)电源切换电源执行电路中P沟道场效应管(Q4)漏极(D)与P沟道场效应管 (Q5)漏极(D)相连后分别接电解电容C2的正极、电阻R9—端和航模接收机电源正极接 口，电阻R9另一端接发光二级管D5的正极，发光二级管D5的负极接地。电路中元器件相互之间的连接关系1.主电源输入回路由短路帽、2组插件与3只大功率硅整流二极管Dl、D2、D3 组成。回路中正向串入3只大功率硅整流二极管Dl、D2、D3进行降压，硅整流二极管 Dl正极接7.4V聚合物锂电池正极，以适应航模接收机、舵机标称工作电压。2.主电源工作指示电路由电压检测器(IC)、降压电阻R3和发光二极管D4组 成。电压检测器(IC)的1脚接电阻R3—端，电阻R3的另一端接发光二极管D4的正 极，发光二极管D4的负极接地。3.电平转换及驱动电路由3只N型晶体管Ql、Q2、Q3与5只电阻R4、R5、 R6、R7、R8组成。N型晶体管Ql的基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接主电 源正极，N型晶体管Ql的集电极接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电压检测器(IC) 的1脚，N型晶体管Ql的发射极接地。4.P型硅晶体管Q2的基极与电压检测器(IC)的1脚、电阻R6的一端相接，电阻 R6的另一端接主电源正极，P型硅晶体管Q2的发射极接主电源正极，P型硅晶体管Q2 的集电极接电阻R7的一端和P沟道场效应管Q5的栅极(G)，电阻R7的另一端接地。5.N型晶体管Q3基极接电压检测器(IC)的1脚，N型晶体管Q3的集电极接同 接电阻R8的一端和P沟道场效应管Q4的栅极(G)，电阻R8的另一端接主电源正极，N 型晶体管Q3的发射极接地。6.切换电源执行电路中P沟道场效应管Q5的源极(S)接备用电源正极，备用电 源的负极接地。电路工作原理1.当主电源输入电压24.75V时，三端微功耗电压检测器(IC)的1脚为高电平，
3只N型晶体管Ql、Q2、Q3均处于导通状态，N型晶体管Q2的集电极输出高电平，使 P沟道场效应管Q5的栅极(G)为高电平而截止，P沟道场效应管(Q4)导通，这时主电 源通过P沟道场效应管(Q4)的漏极(D)向航模接收机(负载)供电；2.当主电源电压逐渐下降到<4.75V时，三端微功耗电压检测器(IC)的1脚为低 电平，3只晶体管Ql、Q2、Q3均处于截止状态，P沟道场效应管(Q4)的栅极(G)接高 电平，因而场效应管Q4截止。P沟道场效应管Q5的栅极处于低电平，使场效应管Q5 导通，这时备用电源通过P沟道场效应管Q5的漏极(D)向航模接收机(负载)供电；3.当主电源电压跌落或出现故障而突然断电时，三端微功耗电压检测器(IC)、 晶体管Ql、Q2、Q3和场效应管Q4均因为缺电而不能正常工作，而场效应管Q5的栅极 (G)接低电平而处在导通状态，那么这时备用电源通过场效应管Q5的漏极(D)向航模接 收机(负载)供电；4.为了让航模接收机备用电源无功耗切换装置能够使用7AV聚合物锂电池组， 在主电源输入回路中串入3只大功率硅整流二极管Dl、D2、D3进行降压，以便适应接 收机和舵机标称6V的工作电压。[0023]有益效果本方明所述的航模接收机备用电源无功耗电子切换装置，它可以解 决大级别航空模型接收机空中缺电后自动干脆利落地切换由备用电源完成航模接收机的 应急供电，可以有效遏制因航模接收机电池组缺电而发生航模坠机等事故，为保障航空 模型的飞行安全增填一种实用的航模机载配置。
图1是航模接收机备用电源无功耗电子切换装置工作原理方框图。图2是航模接收机备用电源无功耗电子切换装置电路工作原理图。图2电路原理图左侧为充电电池主电源接口，电路原理图右侧为备用电源接 口。当短路帽插在a位置选择使用5节充电电池组，短路帽插在b位置选择使用7.4V聚 合物锂电池组；充电电池组和航模接收机使用杜邦接插件，7.4V聚合物锂电池组使用T 型接插件。
具体实施方式
航模接收机备用电源无功耗电子切换装置电路组成航模接收机备用电源无功耗切换装置由主电源、4.75V三端微功耗电压检测电 路、主电源工作指示电路、电平转换及驱动电路、切换电源执行电路、备用电源等6部 分组成。按照附图2和附图说明及以下所述的技术要求实施，即可实现本发明。元器件选择及电路调试三端微功耗电压检测器应选用开漏输出微功耗电压检测器，若选不到电压检测 值为4.75V的电压检测器，可以选择略低于4.75V(在10%以内)的微功耗电压检测器代 替，然后通过精确调整R2的阻值，使电路的电压检测值达到4.75V。为了大幅度降低供电电源的插入损耗，电路中的场效应管应选择导通压降很小 的P沟道大功率场效应管。因选择P沟道场大功率效应管功率余量很大，所以在制作时 不需要加装散热器。为有效缓解该装置主电源、备用电源切换瞬间航模接收机供电电源电压跌落的 影响，电解电容(C2)的容量>1000 μ F为好。为了减轻整机重量，该装置PCB电路板使用裸板方式，不需要加装外壳。元器件名称及主要技术参数
权利要求1.一种航模接收机备用电源无功耗电子切换装置，由主电源、电压检测电路、主电 源工作指示电路、电平转换及驱动电路、切换电源执行电路、备用电源组成，其特征是 在主电源与备用电源之间的电压检测电路、电源切换执行电路的组成分别是(1)电压检测电路由4.75V三端微功耗电压检测器(IC)、第1电阻(R1)、第2(R2)组 成，第1电阻(Rl)、第2电阻(R2)的一端连接后与电压检测器(IC)输入端2脚相连， 第2电阻(R2)的另一端接主电源正极，第1电阻(Rl)的另一端接地；(2)电源切换电源执行电路中第4P沟道场效应管(Q4)漏极(D)与第5P沟道场效应 管(Q5)的漏极(D)相连后分别接第2电解电容(C2)的正极、第9电阻(R9)的一端和 航模接收机电源正极接口，第9电阻(R9)的另一端接第5发光二级管(D5)的正极，第5 发光二级管(D5)的负极接地。
2.根据权利要求1所述的航模接收机备用电源无功耗电子切换装置，其特征是主电源 工作指示电路由三端微功耗电压检测器(IC)、第3电阻(R3)和第4发光二极管(D4)组 成，电压检测器(IC)输出端1脚接第3电阻(R3)的一端，第3电阻(R3)的另一端接第 4发光二极管(D4)的正极，第4发光二极管(D4)的负极接地。
3.根据权利要求1所述的航模接收机备用电源无功耗电子切换装置，其特征是电平转 换及驱动电路由第IN型晶体管(Ql)、第3N型晶体管(Q3)、第2P型硅晶体管(Q2)与 第4电阻(R4)、第电阻(R5)、第6电阻(R6)、第7电阻(R7)、第8电阻(R8)组成， 第IN型晶体管(Ql)的基极接第4电阻(R4)的一端，第4电阻(R4)的另一端接主电源 正极，第IN型晶体管(Ql)的集电极接第5电阻(R5)的一端，第5电阻(R5)的另一端 接电压检测器(IC)输出端1脚，第IN型晶体管(Ql)的发射极接地。
4.根据权利要求3所述的电平转换及驱动电路，其特征是第2P型硅晶体管(Q2)的基 极与电压检测器(IC)输出端1脚、第6电阻(R6)的一端相接，第6电阻(R6)的另一端 接主电源正极，第2P型硅晶体管(Q2)的发射极接主电源正极，第2P型硅晶体管(Q2) 的集电极接第7电阻(R7)的一端和第5P沟道场效应管(Q5)的栅极(G)，第7电阻(R7) 的另一端接地。
5.根据权利要求3所述的电平转换及驱动电路，其特征是第3N型晶体管(Q3)的基 极接电压检测器(IC)输出端1脚，第3N型晶体管(Q3)的集电极接同接第8电阻(R8) 的一端与第4P沟道场效应管(Q4)的栅极(G)，第8电阻(R8)的另一端接主电源正极， 第3N型晶体管(Q3)的发射极接地。
6.根据权利要求1所述的航模接收机备用电源无功耗电子切换装置，其特征是切换电 源执行电路中第5P沟道场效应管(Q5)的源极(S)接备用电源的正极，备用电源的负极 接地。
专利摘要本实用新型属于航模和电子技术领域，涉及一种航模接收机备用电源无功耗电子切换装置。该装置由主电源、三端微功耗电压检测电路、主电源工作指示电路、电平转换及驱动电路、切换电源执行电路、备用电源组成，其特征是所述的电压检测电路、电平转换及驱动电路、电源切换执行电路分别采用三端微功耗电压检测器、N型硅晶体管、P型硅晶体管、P沟道大功率场效应管。本实用新型借鉴反映快捷的电脑在线式应急电源设计构思，根据航模接收机、舵机耗电特点和对电池组的技术要求，解决航模接收机在空中缺电时能干脆利落地切换由备用电源负责接收机应急供电，能够有效遏制因航模接收机电池组缺电而发生坠机事故。
文档编号H02J9/06GK201805269SQ20102011701
公开日2011年4月20日 申请日期2010年1月31日 优先权日2010年1月31日
发明者黄宇嵩 申请人:黄宇嵩