一种无人直升机应急电源充电控制系统的制作方法

本发明涉及电源充电控制系统领域，具体地说是一种无人直升机应急电源充电控制系统。

背景技术：
无人直升机在飞行过程中发动机可能发生停车现象，此时需要提供稳定的外部直流电源对发动机进行再启动以及为机上设备供电。锂电池具有高比能，无记忆特性等突出优点，用来作为无人直升机的应急电源系统的供电源，体积小，重量轻，占用无人直升机的载重及空间资源小。由于在无人直升机上对锂电池组充电，充电电压和电流有尖峰，并不稳定，对锂电池组造成损伤，影响锂电池组循环寿命。

技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种性能稳定、体积小、成本低、可靠性高的无人直升机应急电源充电控制系统本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种无人直升机应急电源充电控制系统，其特征在于：输入模块输出端连接功率变换模块，发送充电电源信号到功率变换模块；功率变换模块输出端连接输出模块，控制端连接PWM控制模块，接收PWM控制模块发送的控制信号，对输入模块输入的充电电源信号进行调节；输出模块的输出端连接外部锂电池组，输出电源对锂电池组进行充电；电流检测模块输入端连接输出模块，接收输出模块的电流信号，输出端连接PWM控制模块，对输出电流进行检测，并将检测结果输出到PWM控制模块；电压检测模块输入端连接输出模块，接收输出模块的电压信号，输出端连接PWM控制模块，对输出电压进行检测，并将检测结果输出到PWM控制模块；PWM控制模块输入端连接电流检测模块和电压检测模块，输出端连接功率变换模块，根据电压、电流检测结果，对功率变换模块进行控制，使充电电压、电流小于阈值。所述所述PWM控制模块由4个二极管及UC2525AN芯片构成，其中电流检测模块、电压检测模块以及UC2525AN芯片分别与3个二极管负极连接，另一个二极管正极连接电源，负极与其他三个二极管正极连接，其中UC2525AN根据电压检测模块、电流检测模块的输出信号中较小的信号进行PWM信号宽度调节，将调节好的PWM信号输出到功率变换模块的MOS管G极。所述功率转换模块包括MOS管、电容、电感以及二极管，其中MOS管的D极、S极和电感串联在电路正极，电容和二极管并联在电路正负极，二极管正极连接电源负极，MOS管G极连接PWM控制模块输出端口，根据PWM控制模块输出的控制信号调节开关占空比。所述电流检测模块，包括两个运算放大器，PI电路以及电流基准，第一运算放大器的正负极分别与输出模块中的基准电阻连接，作为减法器计算基准电阻两端差值，该差值与电路输出电流呈正比例关系，第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器负极，电压基准连接第二运算放大器正极，PI电路连接第二运算放大器负极与输出端之间，对输出模块的电流信号进行稳压调节，第二运算放大器将电流信号与基准信号进行比较，并将比较结果输出到PWM控制模块。所述电压检测模块，包括运算放大器，PI电路以及电压基准，PI电路对输出模块的电压信号进行稳压调节，运算放大器将电流信号与基准信号进行比较，并将比较结果输出到PWM控制模块。本发明具有以下有益效果及优点：1.体积小，可靠性强，可有效限制充电电流、电压大小。2.系统可根据限制条件，同时完成对电流、电压的限制，即两者中有一个超出限制，系统便会降低输出功率，防止过大的电流、电压对电池造成损伤。3.系统无需进行其他参数设置，使用方便。附图说明图1为本发明的充电控制系统框图；图2为本发明的电路原理示意图；图3为本发明的电流检测模块电路原理图；图4为本发明的电压检测模块电路原理图；图5为本发明的PWM控制模块电路原理图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。如图1所示，本发明所述无人直升机应急电源充电控制系统，主要由输入模块、功率变换模块、输出模块、电流检测模块、电压检测模块、PWM控制模块构成。输入模块连接外部充电机，功率变换模块将充电机的充电电源进行限流、限压控制，最后通过输出模块输出到锂电池组。电流、电压检测模块检测输出到的充电电源中的电压、电流，反馈到PWM控制模块，调节功率变换模块中的MOS管导通时间占空比，进行反馈控制。如图2所示，本发明的功率变换模块主要由MOS管，电感、电容、二极管构成，MOS的导通时间占空比可对电源输出电压、电流大小进行控制，占空比越大系统输出的电压、电流相应的越大，电容、电感可将MOS管输出的方波信号滤波为直流信号，二极管防止电流逆流。输出模块中的电阻为测量电流使用，通过测量电阻两端电压，即可计算得出输出电流值。如图3所示，运算放大器1为一减法器，可计算出图2中基准电阻两端的电压差值，输出结果为(U2-U1)R2/R1，运算放大器2正极为预设的电流基准，负极为系统输出电流信号的计算值，运算放大器的正极与负极之间为电阻、电容构成的PI电路，对输出信号进行稳流，运算放大器的输出端即为电流检测模块的输出信号，即电流基准与稳流后的系统输出电压差值。如图4所示，运算放大器正极为预设的电压基准，负极为系统输出电压，运算放大器的正极与负极之间为电阻、电容构成的PI电路，对输出信号进行稳流，运算放大器的输出端即为电压检测模块的输出信号，即电压基准与稳流后的系统输出电压差值。如图5所示，电压检测模块输出电压为UV，电流检测模块输出电压为UI，由于输出结果为基准与测量结果的差值，输出值越小，说明电路中测量结果越大，需要调节，电路中只有、UI中较小的值起作用，若UV较小，二极管压降约为0.7V，U0值为(UV+0.7)V，输出到芯片UC2525AN的结果为UV，芯片UC2525AN根据该值对PWM信号占空比进行设置，进而实现对输出电压的调节。UI值较小，与上述过程相同。