一种无人机光学载荷的供电电源的制作方法

1.本发明涉及无人机领域，特别涉及一种无人机光学载荷的供电电源。


背景技术：

2.随着无人机(unmanned aerial vehicle，uav)技术和轻型多、高光谱相机的发展，以无人机为飞行平台可获得高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的遥感影像，无人机具有起降灵活、低空飞行、低成本、易维护等优势，使得无人机遥感在国土测绘、环境灾害、农情监测等方面得到广泛应用。
3.无人机光学载荷作为无人机的眼睛，在无人机系统中起着举足轻重的作用。无人机光学载荷通常包括三类光学传感器：红外、激光和可见光。其中可见光(例如：ccd摄像机、微光电视)和红外(例如：热像仪、行扫仪、成像光谱仪)主要对地面目标及场景进行详细探测和侦查，而激光主要用于测距、目标照射、目标指示和照明。为了确保无人机光学载荷性能的可靠性，适应不同光学载荷的需求，故亟需设计一种高升压比的供电电源，将无人机电池电压转换为不同光学载荷需要的电压等级，为其供电。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种无人机光学载荷的供电电源，采用四个电感，进行并联充电，串联放电，提高升压比，将无人机电池电压转换为不同光学载荷需要的电压等级，满足不同光学载荷的需求。
5.本发明提供了一种无人机光学载荷的供电电源，包括：第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3、第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6、输出电容c；
6.其中，第一电感l1的第一端、第二开关管s2的漏极、第三开关管s3的漏极连接电池电压vin的正极，第一电感l1的第二端连接第一开关管s1的漏极、第一二极管d1的阳极，第二开关管s2的源极连接第二电感l2的第一端、第三二极管d3的阳极、第二二极管d2的阴极，第二电感l2的第二端连接第四二极管d4的阳极、第五二极管d5的阳极，第三二极管d3的阴极连接第四二极管d4的阴极、第三电感l3的第一端，第二二极管d2的阳极连接第六二极管d6的阳极和第四电感l4的第二端，第三开关管s3的源极连接第四电感l4的第一端、输出电容c的第二端、光学载荷的等效负载r的第二端，第一二极管d1的阴极连接输出电容c的第一端和光学载荷的等效负载r的第一端，第一开关管s1的源极、第五二极管d5的阴极、第三电感l3的第二端、第六二极管d6的阴极共同连接电池电压vin的负极。
7.进一步的，当第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3同时导通时，第一二极管d1、第二二极管d2、第四二极管d4反偏断开，第三二极管d3、第五二极管d5、第六二极管d6正偏导通；电池分别对第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4充电，同时输出电容c对光学载荷的等效负载r放电。
8.进一步的，当第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3同时导通时，第一电感
l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4上的电感电压v
l1
为：
[0009]vl1
＝v
in
[0010]
对应的纹波电感电流δi
l1
为：
[0011][0012]
式中，l为第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4的电感值，d为占空比，t为开关周期。
[0013]
进一步的，当第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3同时断开时，第一二极管d1、第二二极管d2、第四二极管d4正偏导通，第三二极管d3、第五二极管d5、第六二极管d6反偏断开；第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4放电，对输出电容c充电。
[0014]
进一步的，当第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3同时断开时，第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4上的电感电压v
l2
为：
[0015][0016]
对应的纹波电感电流δi
l2
为：
[0017][0018]
式中，vo为供电电源输出电压。
[0019]
进一步的，供电电源对应的升压比n为：
[0020][0021]
本发明的有益效果是：本发明提供了一种无人机光学载荷的供电电源，采用四个电感，进行并联充电，串联放电，提高升压比，将无人机电池电压转换为不同光学载荷需要的电压等级，满足不同光学载荷的需求。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本发明提供的无人机光学载荷的供电电源的电路图；
[0024]
图2为本发明提供的开关管导通时的示意图；
[0025]
图3为本发明提供的开关管断开时的示意图。
具体实施方式
[0026]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0027]
在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
[0028]
本发明提供了一种无人机光学载荷的供电电源，采用四个电感，进行并联充电，串联放电，提高升压比，将无人机电池电压转换为不同光学载荷需要的电压等级，满足不同光学载荷的需求。
[0029]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0030]
参照图1，一种无人机光学载荷的供电电源，包括第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3、第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6、输出电容c。
[0031]
其中，第一电感l1的第一端、第二开关管s2的漏极、第三开关管s3的漏极连接电池电压vin的正极，第一电感l1的第二端连接第一开关管s1的漏极、第一二极管d1的阳极，第二开关管s2的源极连接第二电感l2的第一端、第三二极管d3的阳极、第二二极管d2的阴极，第二电感l2的第二端连接第四二极管d4的阳极、第五二极管d5的阳极，第三二极管d3的阴极连接第四二极管d4的阴极、第三电感l3的第一端，第二二极管d2的阳极连接第六二极管d6的阳极和第四电感l4的第二端，第三开关管s3的源极连接第四电感l4的第一端、输出电容c的第二端、光学载荷的等效负载r的第二端，第一二极管d1的阴极连接输出电容c的第一端和光学载荷的等效负载r的第一端，第一开关管s1的源极、第五二极管d5的阴极、第三电感l3的第二端、第六二极管d6的阴极共同连接电池电压vin的负极。
[0032]
如图2所示，当第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3同时导通时，第一二极管d1、第二二极管d2、第四二极管d4反偏断开，第三二极管d3、第五二极管d5、第六二极管d6正偏导通。电池分别对第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4充电，同时输出电容c对光学载荷的等效负载r放电。
[0033]
第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4上的电感电压v
l1
为：
[0034]vl1
＝v
in
[0035]
对应的纹波电感电流δi
l1
为：
[0036][0037]
式中，l为第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4的电感值，d为占空比，t为开关周期。
[0038]
如图3所示，当第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3同时断开时，第一二极管d1、第二二极管d2、第四二极管d4正偏导通，第三二极管d3、第五二极管d5、第六二极管d6反偏断开。第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4放电，对输出电容c充电。
[0039]
第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4上的电感电压v
l2
为：
[0040][0041]
对应的纹波电感电流δi
l2
为：
[0042][0043]
式中，vo为供电电源输出电压。
[0044]
根据开关管导通时的纹波电感电流δi
l1
和断开时纹波电感电流δi
l2
，可以得到对应的升压比n为：
[0045][0046]
本技术采用第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4，通过并联充电，串联放电，大大提高了升压比，能够满足不同光学载荷的电源需要。
[0047]
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。