无人机一键启动电源的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，尤其是涉及一种结构简单、可靠性好的无人机一键启动电源。

背景技术：

无人机，即无人驾驶飞机简称，英文缩写为“UAV”，即（Unmanned Aerial Vehicle），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。无人机一般是采用锂电池作为能源，因此需要特定的电源电路加以控制。作为空中飞行物，在可靠性方面要求较高，同时为了节能，构造应当尽量简单，从而降低重量。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决现有技术所存在的缺乏一种结构简单、可靠性高的电源电路的技术问题，提供一种在具有高可靠性的同时，能够以较为简单的电路实现完成控制，重量较轻的无人机一键启动电源。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种无人机一键启动电源，包括单片机、按键及指示电路、光电隔离电路、MOS管工作电路、供电MOS输出阵列和供电电路；按键及指示电路和光电隔离电路都与单片机连接，光电隔离电路还通过MOS管工作电路连接供电MOS输出阵列，按键及指示电路与MOS管工作电路连接，供电电路为单片机提供+5V电压。

按键及指示电路进行输入控制和状态显示，单片机通过光电隔离电路和MOS管工作电路控制供电MOS输出整列给负载供电。

作为优选，所述单片机为PIC10F200，按键及指示电路包括接口P1、电阻R1、电阻R2、电容C1、按键S1、LED指示灯DS1、接口P8、电阻R3和晶体管Q1；接口P1接外部按键，接口P1的1脚通过电阻R2连接LED指示灯DS1的正极，LED指示灯DS1的负极连接单片机的1脚，接口P1的1脚还连接电源+5V；电阻R1跨接在接口P1的1脚和2脚之间，接口P1的2脚还连接单片机的6脚，接口P1的3脚接地，按键S1跨接在接口P1的2脚和3脚之间，电容C1和按键S1并联；接口P8连接外部电源指示灯，接口P8的1脚连接电源+24V，接口P8的2脚连接晶体管Q1的源极，晶体管Q1的漏极接地，晶体管Q1的栅极连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接MOS管工作电路。

作为优选，所述光电隔离电路包括光耦U3、电阻R5和电阻R6，所述电阻R5的第一端连接单片机的4脚，电阻R5的第二端连接光耦U3输入端正极，光耦U3输入端负极接地，光耦U3的输出端正极通过电阻R6连接电源+24V，光耦U3输出端负极连接MOS管工作电路。

作为优选，所述MOS管工作电路包括驱动芯片U2，驱动芯片U2为LT1910E，驱动芯片的4脚连接光耦U3的输出端负极，电阻R9的第一端连接驱动芯片U2的4脚，电阻R9的第二端接地；驱动芯片U2的2脚通过电容C4接地；驱动芯片U2的8脚连接电源+24V；LED指示灯DS2的正极通过电阻R4连接驱动芯片U2的8脚，LED指示灯DS2的负极接地；驱动芯片U2的8脚还通过电容C3接地；驱动芯片U2的6脚与8脚连接；驱动芯片U2的5脚连接电阻R3的第二端；电阻R7的第一端连接驱动芯片U2的5脚，电阻R7的第二端连接供电MOS输出阵列；二极管D1的正极接地，二极管D1的负极连接电阻R7的第二端；电阻R8与二极管D1并联。

作为优选，所述供电MOS输出阵列包括第一回路和第二回路，第一回路包括MOS管Q2、MOS管Q3、接口P9、接口P3和接口P4，MOS管Q2和MOS管Q3的栅极都连接电阻R7的第二端，MOS管Q2和MOS管Q3的漏极都连接接口P9的2脚，MOS管Q2和MOS管Q3的源极都接地，接口P9的1脚连接电源+24V，接口P3和接口P4都与接口P9并联，各个接口连接无人机负载；第二回路结构与第一回路相同。

作为优选，所述供电电路包括三端稳压芯片D2、电容C5和电容C6，三端稳压芯片D2为HT7150-2，三端稳压芯片的2脚连接电源+24V，三端稳压芯片D2的3脚输出+5V，三端稳压芯片D2的1脚接地；电容C5跨接在三端稳压芯片D2的1脚和2脚之间，电容C6跨接在三端稳压芯片D2的1脚和3脚之间。

电路工作过程如下：上电，DS2（Red）点亮，开始指示待机工作状态，单片机微处理器U1进入复位状态，当单片机微处理器接PowerDriver4脚，抬高单片机微处理器ICSPDAT1脚输出,并开始检测到单片机微处理器6脚MCLR信号是否为低电平。当按下按键时单片机微处理器开始计时，并不停的扫描MCLR信号是否一直为低电平，1.5S后单片机微处理器将ICSPDAT拉底，DS1（Ged）指示灯亮起，并抬高微处理器4脚PowerDriver输出信号经R5（1K）使光电耦合器TLP521工作，光电耦合器TLP521第3脚输出到LT1910E4脚，由R7（1K）、R8(100K）、D1（PTZ15B)组成15V稳压从LT1910E第5脚输出驱动信号给MOS管工作。该信号被分离另一路由R3（51K）、QI(S12302)三极管组成去点亮外部电源开关指示灯。至此MOS管开始工作，并向外围电路系统提供稳定供电。电源关闭过程类似。

本实用新型带来的有益效果是，提供了一种结构简单、可靠性高的无人机一键启动电源，重量轻，实用性好。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路框图；

图2是本实用新型的一种单片机电路原理图；

图3是本实用新型的一种按键及指示电路原理图；

图4是本实用新型的一种光电隔离电路及MOS管工作电路原理图；

图5是本实用新型的一种供电MOS输出阵列电路原理图；

图6是本实用新型的一种供电电路原理图；

图中：1、单片机；2、按键及指示电路；3、光电隔离电路；4、MOS管工作电路；5、供电MOS输出阵列；6、供电电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种无人机一键启动电源，如图1所示，包括单片机、按键及指示电路、光电隔离电路、MOS管工作电路、供电MOS输出阵列和供电电路；按键及指示电路和光电隔离电路都与单片机连接，光电隔离电路还通过MOS管工作电路连接供电MOS输出阵列，按键及指示电路与MOS管工作电路连接，供电电路为单片机提供+5V电压。

按键及指示电路进行输入控制和状态显示，单片机通过光电隔离电路和MOS管工作电路控制供电MOS输出整列给负载供电。

如图2和图3所示，单片机为PIC10F200，按键及指示电路包括接口P1、电阻R1、电阻R2、电容C1、按键S1、LED指示灯DS1、接口P8、电阻R3和晶体管Q1；接口P1接外部按键，接口P1的1脚通过电阻R2连接LED指示灯DS1的正极，LED指示灯DS1的负极连接单片机的1脚，接口P1的1脚还连接电源+5V；电阻R1跨接在接口P1的1脚和2脚之间，接口P1的2脚还连接单片机的6脚，接口P1的3脚接地，按键S1跨接在接口P1的2脚和3脚之间，电容C1和按键S1并联；接口P8连接外部电源指示灯，接口P8的1脚连接电源+24V，接口P8的2脚连接晶体管Q1的源极，晶体管Q1的漏极接地，晶体管Q1的栅极连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接MOS管工作电路。

如图4所示，光电隔离电路包括光耦U3、电阻R5和电阻R6，所述电阻R5的第一端连接单片机的4脚，电阻R5的第二端连接光耦U3输入端正极，光耦U3输入端负极接地，光耦U3的输出端正极通过电阻R6连接电源+24V，光耦U3输出端负极连接MOS管工作电路。MOS管工作电路包括驱动芯片U2，驱动芯片U2为LT1910E，驱动芯片的4脚连接光耦U3的输出端负极，电阻R9的第一端连接驱动芯片U2的4脚，电阻R9的第二端接地；驱动芯片U2的2脚通过电容C4接地；驱动芯片U2的8脚连接电源+24V；LED指示灯DS2的正极通过电阻R4连接驱动芯片U2的8脚，LED指示灯DS2的负极接地；驱动芯片U2的8脚还通过电容C3接地；驱动芯片U2的6脚与8脚连接；驱动芯片U2的5脚连接电阻R3的第二端；电阻R7的第一端连接驱动芯片U2的5脚，电阻R7的第二端连接供电MOS输出阵列；二极管D1的正极接地，二极管D1的负极连接电阻R7的第二端；电阻R8与二极管D1并联。

如图5所示，供电MOS输出阵列包括第一回路和第二回路，第一回路包括MOS管Q2、MOS管Q3、接口P9、接口P3和接口P4，MOS管Q2和MOS管Q3的栅极都连接电阻R7的第二端，MOS管Q2和MOS管Q3的漏极都连接接口P9的2脚，MOS管Q2和MOS管Q3的源极都接地，接口P9的1脚连接电源+24V，接口P3和接口P4都与接口P9并联，各个接口连接无人机负载；第二回路结构与第一回路相同。

如图6所示，供电电路包括三端稳压芯片D2、电容C5和电容C6，三端稳压芯片D2为HT7150-2，三端稳压芯片的2脚连接电源+24V，三端稳压芯片D2的3脚输出+5V，三端稳压芯片D2的1脚接地；电容C5跨接在三端稳压芯片D2的1脚和2脚之间，电容C6跨接在三端稳压芯片D2的1脚和3脚之间。

本控制电路由单片机微处理器（微芯PIC10F200）、 TOSHIBA光电耦合器（TLP521）、精密电源驱动器（凌特LT1910E)、HT7150精密低压差三端稳压器、（英飞凌017N08N5)MOSFET管等主要核心电子元件构成。

1、由R2（51K）DS1（Ged）及R4（51K）DS2(Red)组成LED显示指示工作状态。

2、按键输入

外部按键接在P1接口上，并且与S1 SW-PB并联形成双控的状态，当开关S1按下时，MCLR信号被拉低，C1(10nF)电容防止抖动，R1(10K）为上拉电阻，当微处理器检测到MCLR信号连续低于1.5S时开启MOS管工作。

3、开关隔离电路

由R5（1K）、U3光电耦合器（TLP521）、R6（100K）组成光电隔离电路，当来自微处理器信号经TLP5211驱动LT1910E工作。

4、MOS管工作电路

TL1901E 4脚的信号从低变高过程，经LT1910E从第五脚输出15V电压驱动MOS管工作。

5、供电MOS输出阵列

由Q2（017N08N5）、Q3（017N08N5）组成同一组回路供电，Q4（017N08N5）、Q5（017N08N5）组成 另一组供电回路给负载提供工作，并构成2组平均对称给负载提供稳定的负载输

单片机微处理器PIC10F200供电是24VDC经HT7150精密三端稳压器稳压后输出5V提供给单片机微处理器工作电压

电路工作原理：

上电，DS2（Red）点亮，开始指示待机工作状态，单片机微处理器进入复位状态，当单片机微处理器接PowerDriver4脚，抬高单片机微处理器ICSPDAT1脚输出,并开始检测到单片机微处理器6脚MCLR信号是否为低电平。当按下按键时单片机微处理器开始计时，并不停的扫描MCLR信号是否一直为低电平，1.5S后单片机微处理器将ICSPDAT拉底，DS1（Ged）指示灯亮起，并抬高微处理器4脚PowerDriver输出信号经R5（1K）使光电耦合器TLP521工作，光电耦合器TLP521第3脚输出到LT1910E4脚，由R7（1K）、R8(100K）、D1（PTZ15B)组成15V稳压从LT1910E第5脚输出驱动信号给MOS管工作。该信号被分离另一路由R3（51K）、QI(S12302)三极管组成去点亮外部电源开关指示灯。至此MOS管开始工作，并向外围电路系统提供稳定供电。

综上所述，电源关闭过程类似。

以上电路设计方案已应用于我公司无人机实际使用中，并已成功获得安全飞行100小时无停机故障记 录。该电源控制电路工作电压满足最大输入36VDC连续负载，电流不小于150A安全工作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的原理或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了单片机、MOS管工作电路、输出阵列等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。