一种无人机的无线充电预警电路的制作方法

本发明涉及无人机、无线充电技术领域，特别是涉及一种无人机的无线充电预警电路。

背景技术：

目前无人机的无线充电主要采用电磁感应方法,在基站中设置好发射器，然后加上超声感应模块，检测无人机是否落下，无人机底部搭载接收器，当需要充电时，在定位模块的导航下无人机降落在基站，就能完成自动充电，无线充电时的充电功率决定无人机锂电池的充电效率，而无人机在降落时可能会受风等自然因素影响，而无法保证每次精准降落，发射器到接收器之间的距离有偏差，以及发射器到接收器传输电能的过程中受基站环境射频干扰、噪音、电磁等干扰，会有不同程度的功率传输损耗，因此需对功率传输损耗进行检测预警，异常时提醒故障、及时处理。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种无人机的无线充电预警电路，能实现对功率传输损耗进行检测预警。

其解决的技术方案是，包括功率损耗采集电路、逐级可控升压电路、功率增量计算电路、功率损耗报警电路，其特征在于，所述功率损耗采集电路通过运算放大器ar1为核心的差动放大器计算出反相输入端接入的功率传感器检测无线充电接收器接收的功率信号和同相输入端接入的无线充电发射器发射的额定功率信号的差值，得到传输过程中的功率损耗值，得到传输过程中的功率损耗值，功率损耗值的大小逐级触发逐级可控升压电路中三极管q1、q4、q5逐级导通，分别进行对无线充电接收器接收的功率信号直接输出和四级蓝色预警、二倍升压输出和三级黄色预警、三倍升压输出和二级橙色预警；所述功率增量计算电路通过以运算放大器ar2为核心的采样保持电路对无线充电接收器接收的功率信号进行采样，采样功率信号经运算放大器ar3、三极管q2、三极管q3为核心的比较电路，计算出功率信号下降的幅度，通过二极管d2加到功率损耗报警电路；所述功率损耗报警电路中单结晶体管t1、电阻r10-电阻r11、串联的变容二极管dc1和电容c5、稳压管z3组成的触发电路由逐级可控升压电路输出的电压作为电源和功率增量计算电路计算出的功率信号下降的幅度改变单结晶体管t1导通角共同作用触发，单结晶体管t1导通时，驱动三极管q6导通，进行红色、喇叭一级报警。

本发明与现有技术相比具有如下优点：根据功率损耗值的大小控制无线充电接收器接收的功率信号进行可控的直接输出、二倍压升压输出、三倍压升压输出，输出电压作为可能发生损耗异常可能性的预警，并作触发电路的供电电源，实现根据损耗严重程度进行不同时间的快速报警，配合计算功率信号是否下降以及下降的幅度来控制触发电路的导通角，以进一步加快快速报警时间，能有效的提高预警、报警的可靠性。

附图说明

图1为本发明的功率损耗采集电路原理图。

图2为本发明的逐级可控升压电路原理图。

图3为本发明的功率增量计算电路原理图。

图4为本发明的功率损耗报警电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图4对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种无人机的无线充电预警电路，包括功率损耗采集电路、逐级可控升压电路、功率增量计算电路、功率损耗报警电路，所述能耗采集电路通过运算放大器ar1为核心的差动放大器计算出反相输入端接入的功率传感器检测无线充电接收器接收的功率信号和同相输入端接入的无线充电发射器发射的额定功率信号的差值，得到传输过程中的功率损耗值，功率损耗值的大小逐级触发逐级可控升压电路中三极管q1、q4、q5逐级导通，分别进行对无线充电接收器接收的功率信号直接输出和四级蓝色预警、二倍升压输出和三级黄色预警、三倍升压输出和二级橙色预警，输出电压作为功率损耗报警电路的供电电源，所述功率增量计算电路通过运算放大器ar2为核心的采样保持电路对无线充电接收器接收的功率信号进行采样，采样功率信号经运算放大器ar3以及三极管q2、q3为核心的比较电路，计算出功率信号下降的幅度，通过二极管d2加到功率损耗报警电路的变容二极管dc1的负极，以改变变容二极管dc1的电容值，所述功率损耗报警电路中单结晶体管t1、电阻r10-电阻r11、串联的变容二极管dc1和电容c5、稳压管z3组成的触发电路由逐级可控升压电路输出的电压作电源和功率增量计算电路计算出的功率信号下降的幅度改变单结晶体管t1导通角共同作用触发，单结晶体管t1导通时，驱动三极管q6导通，进行红色、喇叭一级报警；

所述逐级可控升压电路接收功率损耗采集电路输出的0-5v功率损耗值，功率损耗值高于正常损耗30％-15时，三极管q1导通，无线充电接收器接收的功率信号一路进入功率增量计算电路计算功率信号下降的幅度，另一路直接经二极管d3输出作功率损耗报警电路的电源，使蓝色指示灯led1亮进行四级蓝色预警，功率损耗值高于正常损耗30％-10时，三极管q1、q4导通，无线充电接收器接收的功率信号经二极管d4-二极管d6、电解电容e1和e2组成的倍压电路二倍升压输出作功率损耗报警电路的电源，使蓝色指示灯led1、黄色指示灯led2亮进行三级黄色预警，功率损耗值高于正常损耗30％+5时，三极管q1、q4、q5导通，无线充电接收器接收的功率信号经二极管d4-二极管d6、电解电容e1和e2组成的倍压电路串联二极管d7-二极管d9、电解电容e3和e4组成的倍压电路三倍升压输出作功率损耗报警电路的电源，使蓝色指示灯led1、黄色指示灯led2、橙色指示灯led3亮进行二级黄色预警，以此根据功率损耗值的大小实现对无线充电接收器接收的功率信号进行可控的放大，以使功率损耗报警电路根据损耗严重程度进行不同速度的快速报警，包括电阻r4、三极管q1，电阻r4的一端、三极管q1的基极连接运算放大器ar1的输出端，三极管q1的集电极连接接收器功率信号，三极管q1的发射极分别连接三极管q4的集电极、二极管d3的正极，三极管q4的基极分别连接电阻r4的另一端、电阻r5的另一端，三极管q4的发射极分别连接二极管d5的正极、电解电容e2的负极，二极管d5的负极分别连接接地电解电容e1的正极、二极管d6的正极、二极管d4的正极，二极管d6的负极连接电解电容e2的正极，二极管d4的负极连接三极管q5的集电极，三极管q5的基极分别连接电阻r5的另一端，三极管q5的发射极分别连接二极管d7的正极、电解电容e4的负极，二极管d7的负极分别连接接地电解电容e3的正极、二极管d8的正极、二极管d9的正极，二极管d3的负极、二极管d4的负极、二极管d9的负极为逐级可控升压电路的输出电压，并分别连接蓝灯led1的正极、黄灯led2的正极、橙灯led3的正极，蓝灯led1的负极通过电阻r9连接地，黄灯led2的负极通过电阻r14连接电源+12v，橙灯led3的负极通过电阻r15连接电源+15v；

所述功率增量计算电路用于在高于正常损耗30％+10时，无线充电接收器接收的功率信号经运算放大器ar2、定时开关k1、电容c1组成的采样保持电路进行采样向后级电路传输（采样的周期由定时开关k1的定时时间决定，保持

时间由电容c1的电容值决定），之后经2倍开关k1定时周期的开关k3、电容c4和电阻r7延时后加到运算放大器ar3的同相输入端，下个采样信号到来时，经2倍开关k1定时周期的开关k2、电容c3和电阻r6延时后加到运算放大器ar3的反相输入端，运算放大器ar3计算出两次采样的幅度差，负幅度差时，二极管d2截止，不改变变容二极管dc1的电容值，正幅度差时，经导通的二极管d2加到功率损耗报警电路的变容二极管dc1的负极，以改变变容二极管dc1的电容值，同时正幅度差时，触发三极管q2、q3导通，使先采样的信号加到运算放大器ar3的同相输入端，后采样的信号加到运算放大器ar3的反相输入端，结合二极管d2的导通截止状态，始终采取以先采样的信号作依据来判断功率信号是否下降以及下降的幅度，包括开关k1，开关k1的一端连接三极管q1的发射极，开关k1的另一端分别连接接地电容c2的一端、运算放大器ar2的同相输入端，运算放大器ar2的反相输入端分别连接运算放大器ar2的输出端、开关k2的一端、开关k3的一端，开关k3的另一端分别连接接地电容c4的一端、电阻r7的一端，电阻r7的另一端分别连接三极管q2的集电极、三极管q3的发射极、运算放大器ar3的同相输入端，开关k2的另一端分别连接接地电容c3的一端、电阻r6的一端，电阻r6的另一端分别连接三极管q2的发射极、三极管q3的集电极、电阻r8的一端、运算放大器ar3的反相输入端，运算放大器ar3的输出端分别连接电阻r8的另一端、三极管q2的基极、三极管q3的基极、二极管d2的正极，二极管d2的负极连接变容二极管dc1的负极；

所述功率损耗采集电路通过运算放大器ar1、电阻r1-电阻r3组成的差动放大器计算出反相输入端接入的功率传感器（可为pim600mc功率采集模块采集，通过rs485通讯接口接入）检测无线充电接收器接收的功率信号和无线充电发射器发射的额定功率信号的差值，得到传输过程中的功率损耗值，最后经串联的稳压管z1和z2限幅在0-5v，包括运算放大器ar1，运算放大器ar1的反相输入端分别连接电阻r1的一端、电阻r2的一端，电阻r1的另一端连接功率传感器检测的接收器功率信号，运算放大器ar1的同相输入端分别连接接地电阻r3的一端、发射器输出的额定功率信号，运算放大器ar1的输出端分别连接电阻r2的另一端稳压管z1的正极、稳压管z2的负极，稳压管z2的正极连接地，稳压管z1的负极连接电源+5v；

所述功率损耗报警电路中单结晶体管t1、电阻r10-电阻r11、串联的变容二极管dc1和电容c5、稳压管z3组成的触发电路由逐级可控升压电路输出的电压作电源和功率增量计算电路计算出的功率信号下降的幅度改变单结晶体管t1导通角共同作用触发，功率信号下降的幅度越大、变容二极管dc1的电容越小、与电容c5串联后的总电容值越小，同时电源越高，触发电路导通越快，导通后驱动三极管q6导通，进行红色指示灯led4亮、喇叭发声进行一级报警，包括单结晶体管t1，单结晶体管t1的发射极分别连接变容二极管dc1的正极、电阻r10的一端，变容二极管dc1的负极连接电容c5的一端，电容c5的另一端连接地，单结晶体管t1的第二基极连接电阻r11的一端，电阻r11的另一端、电阻r10的另一端、接地电解电容e5的正极连接逐级可控升压电路输出电压，单结晶体管t1的第一基极分别连接接地电阻r12的一端、稳压管z3的负极、三极管q6的基极，稳压管z3的正极连接地，三极管q6的发射极通过电阻r13连接地，三极管q6的集电极分别连接红灯led4的负极、喇叭ls1的负极，红灯led4的正极、喇叭ls1的正极接电源。

本发明具体使用时，通过运算放大器ar1、电阻r1-电阻r3组成的差动放大器计算出反相输入端接入的功率传感器检测无线充电接收器接收的功率信号和同相输入端接入的无线充电发射器发射的额定功率信号的差值，也即计算出传输过程中的功率损耗值，最后经串联的稳压管z1和z2限幅在0-5v，功率损耗值高于正常损耗30％-15时，三极管q1导通，无线充电接收器接收的功率信号一路首先经运算放大器ar2、定时开关k1、电容c1组成的采样保持电路进行采样，之后经2倍开关k1定时周期的开关k3、电容c4和电阻r7延时后加到运算放大器ar3的同相输入端，下个采样信号到来时，经2倍开关k1定时周期的开关k2、电容c3和电阻r6延时后加到运算放大器ar3的反相输入端，运算放大器ar3计算出两次采样的幅度差，负幅度差时，二极管d2截止，不改变变容二极管dc1的电容值，正幅度差时，经导通的二极管d2加到功率损耗报警电路的变容二极管dc1的负极，以改变变容二极管dc1的电容值，同时正幅度差时，触发三极管q2、q3导通，使先采样的信号加到运算放大器ar3的同相输入端，后采样的信号加到运算放大器ar3的反相输入端，结合二极管d2的导通截止状态，始终采取以先采样的信号作依据来判断功率信号是否下降以及下降的幅度，另一路直接经二极管d3输出作功率损耗报警电路的电源，使蓝色指示灯led1亮进行四级蓝色预警，功率损耗值高于正常损耗30％-10时，三极管q1、q4导通，无线充电接收器接收的功率信号经二极管d4-二极管d6、电解电容e1和e2组成的倍压电路二倍升压输出作功率损耗报警电路的电源，使蓝色指示灯led1、黄色指示灯led2亮进行三级黄色预警，功率损耗值高于正常损耗30％+5时，三极管q1、q4、q5导通，无线充电接收器接收的功率信号经二极管d4-二极管d6、电解电容e1和e2组成的倍压电路串联二极管d7-二极管d9、电解电容e3和e4组成的倍压电路三倍升压输出作功率损耗报警电路的电源，使蓝色指示灯led1、黄色指示灯led2、橙色指示灯led3亮进行二级黄色预警，以此根据功率损耗值的大小实现对无线充电接收器接收的功率信号进行可控的放大，以使功率损耗报警电路根据损耗严重程度进行不同速度的快速报警，所述功率损耗报警电路中单结晶体管t1、电阻r10-电阻r11、串联的变容二极管dc1和电容c5、稳压管z3组成的触发电路由逐级可控升压电路输出的电压作电源和功率增量计算电路计算出的功率信号下降的幅度改变导通角共同作用触发，功率信号下降的幅度越大、变容二极管dc1的电容越小、与电容c5串联后的总电容值越小，同时电源越高，触发电路导通越快，导通后驱动三极管q6导通，进行红色指示灯led4亮、喇叭发声进行一级报警，能有效的提高预警、报警的可靠性。