CN107681737A - 一种无人机智能充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明无人机智能充电系统，一方面对电路整体系统重新设计，功能齐全，另一方面通过自动跟踪控制电路追踪太阳光的走向，时刻让太阳能接收板正对太阳，实现了光能利用最大化，同时还对电压调节电路进行优化，使的电路能够根据锂电池容量自动调节充电电压，本发明电路结构简单，造价低廉，适合推广使用。本发明无人机智能充电系统，一方面对电路整体系统重新设计，功能齐全，另一方面通过自动跟踪控制电路追踪太阳光的走向，时刻让太阳能接收板正对太阳，实现了光能利用最大化，同时还对电压调节电路进行优化，使的电路能够根据锂电池容量自动调节充电电压，本发明电路结构简单，造价低廉，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能充电系统，具体是一种无人机智能充电系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。
目前无人机受限于电池技术，无法做到长时间续航，使无人机的应用存在了很大的局限性。而太阳能作为一种可以永久使用的绿色可再生能源，有着巨大的开放应用潜力。但是由于太阳能电池的输出特性与外界环境因素的变化有很大关系，目前大规模量产的光伏电池光电转换效率仍然不高且价格昂贵。
如果能够将太阳能运用到无人机中，对于无人机的应用是个很大的帮助。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全可靠且光能转化效率高的无人机智能充电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无人机智能充电系统，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器，所述电压调节电路分别连接充电管理模块、充电状态指示电路和锂电池，锂电池还分别连接过放电保护电路和自动跟踪控制电路，过放电保护电路还分别连接充电接口和报警电路，所述太阳能组件分别连接过压保护电路和自动跟踪控制电路，过压保护电路还分别连接报警电路、外部紧急充电接口和充电管理模块；所述电压调节电路包括芯片U1、芯片U2、电阻R1、电容C1和三极管VT1，所述芯片U1引脚1连接电阻R2，芯片U1引脚6连接电阻R3，芯片U1引脚3连接电阻R4，芯片U1引脚5连接电容C1，芯片U1引脚4分别连接电阻R1、电容C1另一端、发光二极管D3负极、电阻R7、电容C2、二极管D2正极、电感L4、三相整流桥Q引脚5和锂电池负极，芯片U1引脚7分别连接电位器RP1、电位器RP1滑片和电阻R1另一端，芯片U1引脚8分别连接电位器RP1另一端、电阻R5、三极管VT1发射极和二极管D1负极，三极管VT1基极分别连接电阻R5另一端和电阻R3另一端，所述电阻R2另一端分别连接电阻R4另一端和发光二极管D3正极，所述三极管VT1集电极连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接电阻R7另一端和芯片U2引脚5，芯片U2引脚1分别连接二极管D1正极和熔断器FU，熔断器FU另一端连接开关S，开关S另一端连接锂电池正极，所述芯片U2引脚4连接电容C2另一端，芯片U2引脚2分别连接二极管D2负极和电感L4另一端。
作为本发明进一步的方案：所述芯片U1型号为M5232L。
作为本发明进一步的方案：所述芯片U2型号为TWH8778。
作为本发明进一步的方案：所述发光二极管D3为绿光二极管。
作为本发明再进一步的方案：所述三极管VT1为PNP三极管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明无人机智能充电系统，一方面对电路整体系统重新设计，功能齐全，另一方面通过自动跟踪控制电路追踪太阳光的走向，时刻让太阳能接收板正对太阳，实现了光能利用最大化，同时还对电压调节电路进行优化，使的电路能够根据锂电池容量自动调节充电电压，本发明电路结构简单，造价低廉，适合推广使用。
附图说明
图1为一种无人机智能充电系统的结构框图；
图2为一种无人机智能充电系统中自动跟踪控制电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种无人机智能充电系统，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器，所述电压调节电路分别连接充电管理模块、充电状态指示电路和锂电池，锂电池还分别连接过放电保护电路和自动跟踪控制电路，过放电保护电路还分别连接充电接口和报警电路，所述太阳能组件分别连接过压保护电路和自动跟踪控制电路，过压保护电路还分别连接报警电路、外部紧急充电接口和充电管理模块；所述电压调节电路包括芯片U1、芯片U2、电阻R1、电容C1和三极管VT1，所述芯片U1引脚1连接电阻R2，芯片U1引脚6连接电阻R3，芯片U1引脚3连接电阻R4，芯片U1引脚5连接电容C1，芯片U1引脚4分别连接电阻R1、电容C1另一端、发光二极管D3负极、电阻R7、电容C2、二极管D2正极、电感L4、三相整流桥Q引脚5和锂电池负极，芯片U1引脚7分别连接电位器RP1、电位器RP1滑片和电阻R1另一端，芯片U1引脚8分别连接电位器RP1另一端、电阻R5、三极管VT1发射极和二极管D1负极，三极管VT1基极分别连接电阻R5另一端和电阻R3另一端，所述电阻R2另一端分别连接电阻R4另一端和发光二极管D3正极，所述三极管VT1集电极连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接电阻R7另一端和芯片U2引脚5，芯片U2引脚1分别连接二极管D1正极和熔断器FU，熔断器FU另一端连接开关S，开关S另一端连接锂电池正极，所述芯片U2引脚4连接电容C2另一端，芯片U2引脚2分别连接二极管D2负极和电感L4另一端。所述芯片U1型号为M5232L。所述芯片U2型号为TWH8778。所述发光二极管D3为绿光二极管。所述三极管VT1为PNP三极管。
本发明的工作原理是：现有的光伏电池，单体的输出电压都很低（在1V以下） ，本发明中，将多个光伏电池相串联，组成太阳能组件。通过可以自动调节占空比的供电网络保证在光照强度变化和负载变化时，输出电压基本稳定，为充电管理芯片提供稳定的电压输入。通过对供电网络的副边电压监测，保护充电管理芯片不因电压过高而损坏。 通过对电池两端的电压监测，保证锂电池不会因过放电而损坏。由于无线示功仪及其中继网络节点的供电要求是313V，采用低噪声、高速度的CMOS型电压调节器。在自动跟踪控制器作用下，始终保持全天候跟踪太阳。为了防止因连续阴雨天而导致的太阳能供电不足，设计应急充电电路，充电期间，无线示功仪及其节点正常运行。
图2为电压调节电路，整个系统由蓄电池组给电路供电，芯片U1引脚7电压低于内部基准电压，芯片U1引脚3输出一定频率的脉冲信号，发光二极管D3闪烁点亮，同时芯片U1引脚6输出低电平，通过三极管VT1使芯片U2开通，电感L4得到激磁电流，输出稳定的电压，蓄电池组E处于充电状态，随着蓄电池组E充电进行，蓄电池组E两端电压升高，芯片U1引脚7的电压高于内部基准电压，芯片U1引脚3输出低电平，发光二极管D3熄灭，芯片U1引脚6呈高电平，芯片U2关断，无电流流过电感L4，使电压逐渐下降，给蓄电池组E提供涓流充电，当芯片U1引脚7电压低于内部基准电压时，芯片U2开通，重新给电感L4供电，如此反复。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种无人机智能充电系统，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器，其特征在于，所述电压调节电路分别连接充电管理模块、充电状态指示电路和锂电池，锂电池还分别连接过放电保护电路和自动跟踪控制电路，过放电保护电路还分别连接充电接口和报警电路，所述太阳能组件分别连接过压保护电路和自动跟踪控制电路，过压保护电路还分别连接报警电路、外部紧急充电接口和充电管理模块；所述电压调节电路包括芯片U1、芯片U2、电阻R1、电容C1和三极管VT1，所述芯片U1引脚1连接电阻R2，芯片U1引脚6连接电阻R3，芯片U1引脚3连接电阻R4，芯片U1引脚5连接电容C1，芯片U1引脚4分别连接电阻R1、电容C1另一端、发光二极管D3负极、电阻R7、电容C2、二极管D2正极、电感L4、三相整流桥Q引脚5和锂电池负极，芯片U1引脚7分别连接电位器RP1、电位器RP1滑片和电阻R1另一端，芯片U1引脚8分别连接电位器RP1另一端、电阻R5、三极管VT1发射极和二极管D1负极，三极管VT1基极分别连接电阻R5另一端和电阻R3另一端，所述电阻R2另一端分别连接电阻R4另一端和发光二极管D3正极，所述三极管VT1集电极连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接电阻R7另一端和芯片U2引脚5，芯片U2引脚1分别连接二极管D1正极和熔断器FU，熔断器FU另一端连接开关S，开关S另一端连接锂电池正极，所述芯片U2引脚4连接电容C2另一端，芯片U2引脚2分别连接二极管D2负极和电感L4另一端。
2.根据权利要求1所述的无人机智能充电系统，其特征在于，所述芯片U1型号为M5232L。
3.根据权利要求1所述的无人机智能充电系统，其特征在于，所述芯片U2型号为TWH8778。
4.根据权利要求1所述的无人机智能充电系统，其特征在于，所述发光二极管D3为绿光二极管。
5.根据权利要求1所述的无人机智能充电系统，其特征在于，所述三极管VT1为PNP三极管。
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