[發明專利]基于太陽能電池板及充電控制系統和控制方法的無人機

有效

• 申請號: 201711210645.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107972495B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 梁小貝;王杉
• 申請（專利權）人: 天津智辰電子科技有限公司
• 主分類號: B60L8/00
• 分類號: B60L8/00;B64C27/08;H02J7/35;H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于太陽能電池板及充電控制系統和控制方法的無人機，包括無人機主體框架(3)、設置在所述無人機主體框架(3)內的控制電路板(7)，以及設置在所述無人機主體框架(3)外底部的降落架(1)，其特征在于，所述無人機主體框架(3)的底部設置有與所述控制電路板(7)相連用于供電的可充電電池組(2)，所述無人機主體框架(3)的外周對稱設置有用于產生上升力的四個螺旋槳機構(9)，所述無人機主體框架(3)上端口設置有用于給所述可充電電池組(2)充電的太陽能電池板(5)，所述無人機主體框架(3)內還設置有用于控制所述太陽能電池板(5)的充電控制系統(6)；

所述的充電控制系統(6)包括有：FPGA控制器(64)和與所述FPGA控制器(64)輸出端相連的BUCK-BOOST型開關變換電路(61)，所述FPGA控制器(64)的一路信號輸入端通過第一A/D轉換模塊(62)連接所述太陽能電池板(5)的電源輸出端，另一路信號輸入端通過第二A/D轉換模塊(63)連接所述BUCK-BOOST型開關變換電路(61)的電源輸出端，所述BUCK-BOOST型開關變換電路(61)的電源輸入端連接所述太陽能電池板(5)的電源輸出端，所述BUCK-BOOST型開關變換電路(61)的電源輸出端連接所述可充電電池組(2)；其中，所述的FPGA控制器(64)的工作過程是：

1)在時鐘來臨時，通過第一A/D轉換模塊(62)和第二A/D轉換模塊(63)分別采集BUCK-BOOST型開關變換電路(61)的輸入端電壓V_i和輸出端電壓V₀；

2)判斷BUCK-BOOST型開關變換電路(61)的輸出端電壓V₀是否大于等于輸入端電壓V_i，是則進入步驟3)，否則進入步驟4)；

3)FPGA控制器(64)控制驅動電路(611)的第一電壓輸出V_p1產生低能量電壓脈沖P_L，使第二MOS管(S2)關閉，使電感電流i_L增加，當低能量電壓脈沖P_L結束后，電感電流i_L下降，當電感電流i_L下降到設定的參考時間基準值t_S時，FPGA控制器(64)控制第二MOS管(S2)導通，電感電流i_L通過第二MOS管(S2)與第二二極管(D2)繼續流通，直到FPGA控制器(64)的下次時鐘來臨時，返回步驟1)；

4)FPGA控制器(64)控制驅動電路(611)的第二電壓輸出V_p1產生高能量電壓脈沖P_H，使第二MOS管(S2)關閉，使電感電流i_L增加，當高能量電壓脈沖P_H結束后，電感電流i_L下降，當電感電流i_L下降到設定的參考電流基準值I_ref時，FPGA控制器(64)控制第二MOS管(S2)導通，電感電流i_L通過第二MOS管(S2)與第二二極管(D2)繼續流通，直到FPGA控制器(64)的下次時鐘來臨時，返回步驟1)。

2.根據權利要求1所述的基于太陽能電池板及充電控制系統和控制方法的無人機，其特征在于，所述的太陽能電池板(5)是通過卡嵌在所述無人機主體框架(3)上端口的卡環(8)固定在所述無人機主體框架(3)的上端口上。

3.根據權利要求1所述的基于太陽能電池板及充電控制系統和控制方法的無人機，其特征在于，所述的四個螺旋槳機構(9)結構相同，每一個螺旋槳機構(9)均包括有：一體形成在所述無人機主體框架(3)外側壁上的支撐凸臺(4)，用于產生上升力的螺旋槳(94)，與螺旋槳(94)相連用于驅動螺旋槳(94)旋轉的電機(93)，用于卡在所述支撐凸臺(4)上的卡架(91)，所述卡架(91)內設置有電機固定架(92)，所述電機(93)固定設置在所述的電機固定架(92)上，并通過所述的卡架(91)固定連接在所述支撐凸臺(4)上。