一種無人機單電源驅動電路的製作方法

2023-05-18 04:11:16

本實用新型涉及無人機技術領域，具體為一種無人機單電源驅動電路。

背景技術：

近年四翼飛行器得到快速發展，進行四翼飛行器的設計必須遵循以下原則 ：重量輕、尺寸小、運行穩定可靠、能耗和成本低。要實現以上要求，關鍵技術在於飛行器電機的選擇與控制，其中無刷直流電機具有低噪聲、運行平穩、高可靠性、體積小、功耗低、控制簡單和價格便宜等優點，已漸漸成為四翼飛行器電機的主流選擇。

而無人機的電源是目前市場最需要關注的問題，為此，需要設計一種單電源驅動電路來解決現有的漏洞，電源是整個系統穩定工作的前提，因此必須有一個合理的電源設計。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種無人機單電源驅動電路，具備電路結構簡單，設計新穎，解決了現有技術中無人機中步進電動機繞組穩定的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種無人機單電源驅動電路，包括與交流電壓源、相連的低壓轉換電路，與低壓轉換電路相連的低壓控制電路，與低壓控制電路相連的步進電動機繞組及與步進電動機繞組相連的保護電路，所述交流電壓源產生0.3V交流電源，通過低壓轉換電路轉換成3.6V的電壓U1；所述低壓控制電路包括第一三極體Q1、第二三極體Q2和第三三極體Q3，電壓U1串聯第一電阻R1並接入第一三極體Q1的基極，第一三極體Q1和第二三極體Q2的集電極串聯第二電阻R2和第四電阻R4，並接到正5V電壓源上，所述第一三極體Q1的發射極與第二三極體Q2的基極連接，第一三極體Q1的發射極還連接第三電阻R3以及第二三極體Q2的發射極連接第五電阻R5，並並聯接入電壓U1的負極，所述第二三極體Q2的射極連接於第三三極體Q3的基極，第三三極體Q3的集電極外接第六電阻R6和步進電動機繞組，在步進電動機繞組的輸入端通過外接電源E0供電，在第六電阻R6和步進電動機繞組串聯的電路中並聯二極體VD，在第六電阻R6上並聯第一電容C1，所述第三三極體Q3的發射極上連接第七電阻R7和第二電容C2，後連接到第三三極體Q3的集電極上形成閉合迴路，所述第三三極體Q3的發射極直接接地。

優選的，所述第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第五電阻R5的阻值相等，第二電阻R2的阻值是第四電阻R4的20倍。

優選的，所述第一電容C1為旁路電容。

優選的，所述保護電路由IR2136晶片組成，保護電路5包括穩壓保護模塊、過載保護模塊和過熱保護模塊。

優選的，所述穩壓保護模塊包括相連的第八電阻R8、第九電阻R9和第十一電阻R11，第八電阻R8、第九電阻R9和第十一電阻R11與IR2136晶片的引腳1和引腳2相連。

優選的，所述過載保護模塊包括與穩壓保護模塊相連的第十電阻R10，第十電阻R10與保護電路的IR2136晶片相連。

優選的，所述過熱保護模塊包括第一熱敏電阻RT1和第二熱敏電阻RT2。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

1、本無人機單電源驅動電路，給無人機提供足夠的動力，通過低壓轉換電路和低壓控制電路來對無人機單電源進行低壓轉換和低壓控制，通過使用低壓交流，降低傳導線上的壓降，減少熱損耗，提高電池利用率和留空時間。

2、本無人機單電源驅動電路，控制結構更加簡單，在步進電動機繞組4上設置連接保護電路，使步進電動機更加穩定可靠，並且保護電路對步進電動機運行情況進行監測保護，防止電流過大燒毀電機、電池電壓不足使飛行器 摔壞等故障發生，增強了飛行器運行的安全可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的模塊連接示意圖；

圖2為本實用新型低壓控制電路圖；

圖3為本實用新型保護電路圖。

圖中：1交流電壓源；2低壓轉換電路；3低壓控制電路；4步進電動機繞組；5保護電路。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1-3，一種無人機單電源驅動電路，包括與交流電壓源1、相連的低壓轉換電路2，與低壓轉換電路2相連的低壓控制電路3，與低壓控制電路3相連的步進電動機繞組4及與步進電動機繞組4相連的保護電路5，交流電壓源1產生0.3V交流電源，通過低壓轉換電路2轉換成3.6V的電壓U1；低壓控制電路3包括第一三極體Q1、第二三極體Q2和第三三極體Q3，電壓U1串聯第一電阻R1並接入第一三極體Q1的基極，第一三極體Q1和第二三極體Q2的集電極串聯第二電阻R2和第四電阻R4，並接到正5V電壓源上，第一三極體Q1的發射極與第二三極體Q2的基極連接，第一三極體Q1的發射極還連接第三電阻R3以及第二三極體Q2的發射極連接第五電阻R5，並並聯接入電壓U1的負極，第二三極體Q2的射極連接於第三三極體Q3的基極，第三三極體Q3的集電極外接第六電阻R6和步進電動機繞組4，在步進電動機繞組4的輸入端通過外接電源E0供電，在第六電阻R6和步進電動機繞組4串聯的電路中並聯二極體VD，在第六電阻R6上並聯第一電容C1，第三三極體Q3的發射極上連接第七電阻R7和第二電容C2後連接到第三三極體Q3的集電極上形成閉合迴路，第三三極體Q3的發射極直接接地；單電源供電採用的第一三極體Q1、第二三極體Q2和第三三極體Q3，對電源電壓放大，不僅能夠在單電源條件下工作，也可在雙電源供電狀態下工作；第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第五電阻R5的阻值相等，第二電阻R2的阻值是第四電阻R4的20倍，根據要求，選定適合的電阻阻值，能夠符合電路的正常運行；第一電容C1為旁路電容，能夠調節步進電動機繞組4閉合迴路上的電阻，從而調節電壓，穩壓效果更強，更易於控制。

保護電路5由IR2136晶片組成，保護電路5包括穩壓保護模塊、過載保護模塊和過熱保護模塊。穩壓保護模塊包括相連的第八電阻R8、第九電阻R9和第十一電阻R11，第八電阻R8、第九電阻R9和第十一電阻R11與IR2136晶片的引腳1和引腳2相連，起到使步進電動機繞組4運行過程中的進一步穩壓作用；過載保護模塊包括與穩壓保護模塊相連的第十電阻R10，第十電阻R10與保護電路5的IR2136晶片相連；對步進電動機繞組4電路運行過程中，具有過載保護的功能；過熱保護模塊包括第一熱敏電阻RT1和第二熱敏電阻RT2，同時在第一熱敏電阻RT1和第二熱敏電阻RT2的之路上分別串聯電阻R12和電阻R13，對第一熱敏電阻RT1和第二熱敏電阻RT2進行保護，；當環境溫度變化時，第一熱敏電阻RT1和第二熱敏電阻RT2可以調節輸出電壓，有過熱保護的作用。

綜上所述：本實用新型中，交流電壓源1產生0.3V交流電源，通過低壓轉換電路2轉換成3.6V的電壓U1，低壓轉換電路2受控於低壓控制電路3使得輸入到IR2136晶片的電壓更加穩定；通過穩壓保護模塊進行一步的穩壓；通過過熱保護模塊中的兩組熱敏電阻進行過熱保護，當環境溫度變化時，可以調節輸出電壓，實現過熱保護的作用；通過過載保護模塊實現過載保護；使得整個電路的能實現電壓穩定，無人機運行過程更穩定，減少出現故障率，有效保護元器件，使得無人機的功放效果更佳。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。