用于飞行器的电子调速装置以及具有其的飞行器的制作方法

本实用新型涉及飞行器技术领域，特别涉及一种用于飞行器的电子调速装置以及一种具有其的飞行器。

背景技术：

相关技术中的飞行器采用电子调速器对电机进行驱动，其中，电子调速器具有输出功率大、体积小的特性，例如，基于矢量控制方式的电子调速器的输出功率可达上千瓦，体积可达一个名片大小。这样，在有限面积内同时存在大功率信号和微弱模拟信号，微弱模拟信号极容易受到大功率信号的干扰例如传导干扰，从而使得控制产生误差，严重影响控制效果，最终导致输出功率减少，达不到应用要求。

因此，相关技术中的电子调速器需要进行改进。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于飞行器的电子调速装置，该装置可合理分离和阻隔电路传导干扰，使得电子调速装置的输出更加稳定。

本实用新型的另一个目的在于提出一种飞行器。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种用于飞行器的电子调速装置，包括：供电模块，所述供电模块具有第一供电输出端和第二供电输出端；驱动模块，所述驱动模块的电源端与所述供电模块的第二供电输出端相连，所述驱动模块的输出端与所述飞行器的电机模块相连以驱动所述电机模块；采集模块，所述采集模块与所述电机模块相连以采集所述电机模块的运行参数；控制芯片，所述控制芯片的电源端与所述供电模块的第一供电输出端相连，所述控制芯片的输入端与所述采集模块相连，所述控制芯片的输出端与所述驱动模块相连，所述控制芯片用于根据所述电机模块的运行参数控制所述驱动模块以通过所述驱动模块驱动所述电机模块；低通滤波模块，所述低通滤波模块设置在所述供电模块的第一供电输出端以抑制对模拟信号的传导干扰。

根据本实用新型提出的用于飞行器的电子调速装置，通过在供电模块的第一供电输出端设置低通滤波模块以抑制对模拟信号的传导干扰，从而合理分离和阻隔电路传导干扰， 提升电子调速装置的抗干扰能力，进而减小控制误差，改善控制效果，提升整个装置的稳定性和最大输出功率，使得电子调速装置的输出更加稳定，为后续软件处理提供良好的前提条件。

具体地，所述控制芯片的电源端分为模拟电源端和数字电源端，所述模拟电源端和所述数字电源端均与所述供电模块的第一供电输出端相连，所述低通滤波模块包括：第一低通滤波器，所述第一低通滤波器连接在所述控制芯片的模拟电源端与所述第一供电输出端之间；第二低通滤波器，所述第二低通滤波器连接在所述控制芯片的数字电源端与所述第一供电输出端之间。

更具体地，所述第一低通滤波器包括：第一磁珠，所述第一磁珠的一端与所述供电模块的第一供电输出端相连，所述第一磁珠的另一端与所述控制芯片的模拟电源端相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一磁珠的另一端相连，所述第一电容的另一端接入地线。

更具体地，所述第二低通滤波器包括：第二磁珠，所述第二磁珠的一端与所述供电模块的第一供电输出端相连，所述第二磁珠的另一端与所述控制芯片的数字电源端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第二磁珠的另一端相连，所述第二电容的另一端接入地线。

进一步地，所述控制芯片具有模拟接地端，所述电子调速装置还包括第三磁珠，所述第三磁珠连接在所述控制芯片的模拟接地端与地线之间以抑制对模拟信号的传导干扰。

进一步地，所述控制芯片具有数字接地端，所述电子调速装置还包括第四磁珠，所述第四磁珠连接在所述控制芯片的数字接地端与地线之间以抑制对模拟信号的传导干扰。

具体地，所述采集模块包括采集所述电机模块的电压参数的电压采集单元和采集所述电机模块的电流参数的电流采集单元，所述电流采集单元的电源端与所述供电模块的第一供电输出端相连，所述低通滤波模块还包括：第三低通滤波器，所述第三低通滤波器连接在所述电流采集单元与所述第一供电输出端之间。

更具体地，所述第三低通滤波器包括：第五磁珠，所述第五磁珠的一端与所述供电模块的第一供电输出端相连，所述第五磁珠的另一端与所述电流采集单元的电源端相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第五磁珠的另一端相连，所述第三电容的另一端接入地线。

更具体地，所述电流采集单元具有接地端，所述电子调速装置还包括第六磁珠，所述第六磁珠连接在所述电流采集单元的接地端与地线之间以抑制对模拟信号的传导干扰。

具体地，所述供电模块包括：DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输入端与提供高压直流电的直流高压源相连，所述DC/DC变换器的第一输出端作为所述供电模块的第一供 电输出端，所述DC/DC变换器的第二输出端作为所述供电模块的第二供电输出端，其中，所述直流高压源还与所述电机模块相连以为所述电机模块供电；第四电容，所述第四电容的一端分别与所述DC/DC变换器的输入端与所述直流高压源的第二端相连，所述第四电容的另一端接入地线。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种飞行器，包括所述的用于飞行器的电子调速装置。

根据本实用新型提出的飞行器，通过上述用于飞行器的电子调速装置，可合理分离和阻隔电路传导干扰，提升电子调速装置的抗干扰能力，进而减小控制误差，改善控制效果，提升整个装置的稳定性和最大输出功率，使得电子调速装置的输出更加稳定，为后续软件处理提供良好的前提条件。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的用于飞行器的电子调速装置的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施例的用于飞行器的电子调速装置的方框示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施例的第一低通滤波器的电路原理图；

图4是根据本实用新型一个具体实施例的第二低通滤波器的电路原理图；

图5是根据本实用新型一个具体实施例的第三低通滤波器的电路原理图；以及

图6是根据本实用新型一个实施例的用于飞行器的电子调速装置的工作原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的用于飞行器的电子调速装置以及具有其的飞行器。

图1是根据本实用新型实施例的用于飞行器的电子调速装置的方框示意图。如图1所示，该电子调速装置包括：供电模块100、驱动模块200、采集模块300、控制芯片400和低通滤波模块500。

其中，供电模块100具有第一供电输出端VCC1和第二供电输出端VCC2。具体地，如图2所示，供电模块100包括：DC/DC变换器102和第四电容C4，其中，直流高压源101用于提供高压直流电；DC/DC变换器102的输入端与直流高压源101的第一端相连， DC/DC变换器102的第一输出端作为供电模块100的第一供电输出端VCC1以输出第一低压直流电例如+5V，DC/DC变换器102的第二输出端作为供电模块100的第二供电输出端VCC2以输出第二低压直流电例如+12V，DC/DC变换器102用于将高压直流电转换为第一低压直流电和第二低压直流电，即言，供电模块100可通过第一供电输出端VCC1输出第一低压直流电以为采集模块300和控制芯片400等供电，并通过第二供电输出端输出第二低压直流电以为驱动模块200等供电；第四电容C4的一端分别与DC/DC变换器102的输入端与直流高压源101的第二端相连，第四电容C4的另一端接入地线GND。另外，直流高压源101的第二端与电机模块600相连以为电机模块600供电。

如图1所示，驱动模块200的电源端与供电模块100的第二供电输出端VCC2相连，驱动模块200的输出端与飞行器的电机模块600相连以驱动电机模块600，具体地，如图2所示，电机模块600可包括电机601和在驱动模块200的控制下驱动电机601的电机驱动单元602。

如图1所示，采集模块300与电机模块600相连以采集电机模块600的运行参数；控制芯片400例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)的电源端与供电模块100的第一供电输出端VCC1相连，控制芯片400的输入端与采集模块300相连，控制芯片400的输出端与驱动模块200相连，控制芯片400用于根据电机模块600的运行参数控制驱动模块200以通过驱动模块200驱动电机模块600；低通滤波模块500设置在供电模块100的第一供电输出端VCC1以抑制对模拟信号的传导干扰。

具体来说，在电子调速装置进行工作的过程中，DC/DC变换器102、驱动模块200和电机驱动单元602会产生干扰噪声，其中，驱动模块200和电机驱动单元602的干扰噪声最大，第四电容C4可以滤去大部分的干扰，然而由于受到空间的限制，第四电容C4不能设置得过大，因此仍有部分干扰经过直流高压源101的直流高压线和地线、电机模块600的接地端GND3传导到DC/DC变换器102，这一部分干扰与DC/DC变换器102本身的干扰叠加后传导到DC/DC变换器102的第一输出端、第二输出端和接地端GND1。

由此，DC/DC变换器102的第一输出端通过低通滤波模块500与控制芯片400相连，以使DC/DC变换器102通过第一输出端输出的第一低压直流电经低通滤波模块500滤波后再输入控制芯片400，从而可以有效抑制对微弱模拟信号的传导干扰，避免传导到DC/DC变换器102的第一输出端的干扰进一步影响驱动模块200和控制芯片400。

根据本实用新型的一个具体实施例，如图2所示，控制芯片400的电源端分为模拟电源端AVCC和数字电源端DVCC，模拟电源端AVCC和数字电源端DVCC均与供电模块100的第一供电输出端VCC1相连，低通滤波模块500包括：第一低通滤波器501和第二低通滤波器502。

其中，第一低通滤波器501连接在控制芯片400的模拟电源端AVCC与第一供电输出端VCC1之间；第二低通滤波器502连接在控制芯片400的数字电源端DVCC与第一供电输出端VCC1之间。即言，第一供电输出端VCC1经过第一低通滤波器501连接至模拟电源端AVCC，并经过第二低通滤波器502连接至数字电源端DVCC，从而防止传导到DC/DC变换器102的第一输出端的干扰进一步影响驱动模块200和控制芯片400。

更具体地，如图3所示，第一低通滤波器501包括：第一磁珠L1和第一电容C1，其中，第一磁珠L1的一端与供电模块100的第一供电输出端VCC相连，第一磁珠L1的另一端与控制芯片400的模拟电源端AVCC相连；第一电容C1的一端与第一磁珠L1的另一端相连，第一电容C1的另一端接入地线。

具体来说，第一磁珠L1可对高频信号形成高阻抗，第一电容C1可对高频信号形成低阻抗，根据分压原理，第一电容C1上的高频电压较低、有用低频信号较高，从而可有效抑制高频干扰。

并且，如图4所示，第二低通滤波器502包括：第二磁珠L2和第二电容C2，其中，第二磁珠L2的一端与供电模块100的第一供电输出端VCC1相连，第二磁珠L2的另一端与控制芯片400的数字电源端DVCC相连；第二电容C2的一端与第二磁珠L2的另一端相连，第二电容C2的另一端接入地线。

同理，第二磁珠L2可对高频信号形成高阻抗，第二电容C2可对高频信号形成低阻抗，根据分压原理，第二电容C2上的高频电压较低、有用低频信号较高，从而可有效抑制高频干扰。

另外，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，采集模块300可包括采集电机模块600的电压参数的电压采集单元301和采集电机模块600的电流参数的电流采集单元302，电流采集单元302的电源端IVCC与供电模块100的第一供电输出端VCC1相连。并且，低通滤波模块500还包括：第三低通滤波器503，第三低通滤波器503连接在电流采集单元302与供电模块100的第一供电输出端VCC1之间。

也就是说，供电模块100的第一供电输出端VCC1又经过第三低通滤波器503连接至电流采集单元302，以为电流采集单元302供电，由此，可进一步防止传导到DC/DC变换器102的第一输出端的干扰进一步影响驱动模块200和控制芯片400。

更具体地，如图5所示，第三低通滤波器503包括：第五磁珠L5和第三电容C3，其中，第五磁珠L5的一端与供电模块100的第一供电输出端VCC1相连，第五磁珠L5的另一端与电流采集单元302的电源端IVCC相连；第三电容C3的一端与第五磁珠L5的另一端相连，第三电容C3的另一端接入地线。

具体来说，第五磁珠L5可对高频信号形成高阻抗，第三电容C3可对高频信号形成低阻抗，根据分压原理，第三电容C3上的高频电压较低、有用低频信号较高，从而可有效抑制高频干扰。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，控制芯片400具有模拟接地端AGND，电子调速装置还包括第三磁珠L3，第三磁珠L3连接在控制芯片400的模拟接地端AGND与地线之间以抑制对模拟信号的传导干扰。

并且，如图2所示，控制芯片400具有数字接地端DGND，电子调速装置还包括第四磁珠L4，第四磁珠L4连接在控制芯片400的数字接地端DGND与地线之间以抑制对模拟信号的传导干扰。

进一步地，如图2所示，电流采集单元302具有接地端IGND，电子调速装置还包括第六磁珠L6，第六磁珠L6连接在电流采集单元302的接地端IGND与地线之间以抑制对模拟信号的传导干扰。

具体来说，电机驱动单元602产生的干扰还会通过电压采集单元301和电流采集单元302传导引入控制芯片400。并且，控制芯片400、电压采集单元301和电流采集单元302构成的模拟信号处理电路极为容易受到干扰，该干扰通过CPU控制芯片400输出到驱动模块200将会影响到闭环控制效果，具体表现为输出电流达不到最大值、稳定性差。

由此，本实用新型实施例的电子调速装置通过在控制芯片400的模拟接地端AGND串联第三磁珠L3、在控制芯片400的数字接地端DGND串联第四磁珠L4、并在电流采集单元302的接地端IGND串联第六磁珠L6，可有效抑制上述干扰。具体而言，由于模拟接地端AGND、数字接地端DGND、电流采集单元302的接地端IGND的电流较小，因此在模拟接地端AGND、数字接地端DGND、电流采集单元302的接地端IGND分别串接了第三磁珠L3、第四磁珠L4和第六磁珠L6，增加了被保护部分即控制芯片400相对于高频传导干扰的阻抗，防止影响到闭环控制效果。

另外，需要说明的是，图2中的GND1、GND2、GND3、GND4、GND5、GND6是在GND处相互连接在一起后接入地线的，其中，GND4是整个电子调速装置的模拟地，GND6为模拟地，GND5是数字地。

如上所述，本实用新型实施例的电子调速装置包括DC/DC变换器102、驱动模块200、电压采集单元301、电流采集单元302以及控制芯片400，其中，DC/DC变换器102的输入端与直流高压源101的第二端相连，DC/DC变换器102的第一输出端分别与控制芯片400的模拟电源端AVCC、控制芯片400的数字电源端DVCC以及电流采集单元302的电源端IVCC相连，DC/DC变换器102的第二输出端与驱动模块200的电源端相连；驱动模块200的输入端与控制芯片400的输出端相连，驱动模块200的输出端与电机模块600的电机驱 动单元602相连；电压采集单元301和电流采集单元302的输入端分别与电机模块600的电机驱动单元602相连，电压采集单元301和电流采集单元302的输出端也分别与控制芯片400相连；控制芯片400通过接收外部输入的控制信号，以及根据电压采集模块301输入的电压参数和电流采集模块302输入的电流参数生成驱动信号，进而使得驱动模块200根据驱动信号控制电机模块600的电机驱动单元602，以通过电机驱动单元602驱使电机601转动。

并且，在控制芯片400的模拟电源端AVCC连接第一低通滤波器501、控制芯片400的数字电源端DVCC连接第二低通滤波器502以及电流采集单元302的电源端IVCC连接第三低通滤波器503。进一步地，控制芯片400的模拟接地端AGND接入地线时经过第三磁珠L3，控制芯片400的数字接地端DGND接入地线时经过第四磁珠L4。更进一步地，电流采集单元302的接地端IGND经过第六磁珠L6接入地线。

基于上述结构，本实用新型实施例的电子调速装置的实现原理如下：如图6所示，被保护电路4例如控制芯片400属于模拟电路，电路回路电流比较小，具体实施时可根据电路原理分割电路走线、控制走线长度和宽度，增加旁路通道例如低阻抗旁路通道2和低阻抗旁路通道3以形成至少一个低阻抗旁路通道，并在被保护电路4的回路中增加高阻抗磁珠5，以减少干扰源1对被保护电路4的干扰。

其中，参照图2的实施例，第四电容C4可构成图6中的低阻抗旁路通道2，第一低通滤波器501构成图6中的低阻抗旁路通道3(第二低通滤波器502、第三低通滤波器503跟第一低通滤波器501的情况类似)，第三磁珠L3构成图6中的高阻抗磁珠5(第四磁珠L4和第六磁珠L6跟第三磁珠的情况类似)。这样，高频干扰大部分经由低阻抗旁路通道2、低阻抗旁路通道3滤掉，使得经过被保护电路4的干扰大大减少。

由此，随着输出功率的增加，传导干扰相应增加，通过布局布线可减少分干扰，但是仍然有部分干扰不能去除，本实用新型实施例的电子调速装置通过使用高频磁珠合理的分离和阻隔，可提升模拟电路的抗干扰能力，并提升整个装置的稳定性和最大输出功率。

综上，根据本实用新型实施例提出的用于飞行器的电子调速装置，通过在供电模块的第一供电输出端设置低通滤波模块以抑制对模拟信号的传导干扰，从而合理分离和阻隔电路传导干扰，提升电子调速装置的抗干扰能力，进而减小控制误差，改善控制效果，提升整个装置的稳定性和最大输出功率，使得电子调速装置的输出更加稳定，为后续软件处理提供良好的前提条件。

最后，本实用新型实施例还提出了一种飞行器，包括上述实施例的用于飞行器的电子调速装置。

根据本实用新型实施例提出的飞行器，通过上述用于飞行器的电子调速装置，可合理 分离和阻隔电路传导干扰，提升电子调速装置的抗干扰能力，进而减小控制误差，改善控制效果，提升整个装置的稳定性和最大输出功率，使得电子调速装置的输出更加稳定，为后续软件处理提供良好的前提条件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。