[发明专利]基于太阳能电池板及充电控制系统和控制方法的无人机

说明书

一种基于太阳能电池板及充电控制系统和控制方法的无人机，包括无人机主体框架、设置在所述无人机主体框架内的控制电路板，以及设置在所述无人机主体框架外底部的降落架，所述无人机主体框架的底部设置有与所述控制电路板相连用于供电的可充电电池组，所述无人机主体框架的外周对称设置有用于产生上升力的四个螺旋桨机构，所述无人机主体框架上端口设置有用于给所述可充电电池组充电的太阳能电池板，所述无人机主体框架内还设置有用于控制所述太阳能电池板的充电控制系统。本发明能将太阳能转化为电能给无人机自带的可充电电池充电，同时设计的电池管理系统能使得无人机能高效率地利用太阳能电能。

技术领域

本发明涉及一种无人机。特别是涉及一种基于太阳能电池板及充电控制系统和控制方法的无人机。

背景技术

无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务并能重复使用的无人驾驶航空器，目前全世界范围已经掀起了无人机的研制热潮，全球共有57个国家研制和发展无人机，种类达1000多种。太阳能以其储量丰富、分布广泛、清洁、经济等得到了人类的大力发展，将太阳能电池应用与无人机也是当前的一个热点，同时与太阳能电池相结合的充电技术正处于快速发展阶段。目前，有很多公司正在研究带有太阳能电池板的无人机，其中的关键问题之一就是如何选取合理的BUCK-BOOST开关变换电路与MPPT技术相结合，以达到提高太阳能的利用效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能将太阳能转化为电能给无人机自带的可充电电池充电的基于太阳能电池板及充电控制系统和控制方法的无人机。

本发明所采用的技术方案是：一种基于太阳能电池板及充电控制系统和控制方法的无人机，包括无人机主体框架、设置在所述无人机主体框架内的控制电路板，以及设置在所述无人机主体框架外底部的降落架，所述无人机主体框架的底部设置有与所述控制电路板相连用于供电的可充电电池组，所述无人机主体框架的外周对称设置有用于产生上升力的四个螺旋桨机构，所述无人机主体框架上端口设置有用于给所述可充电电池组充电的太阳能电池板，所述无人机主体框架内还设置有用于控制所述太阳能电池板的充电控制系统。

所述的太阳能电池板是通过卡嵌在所述无人机主体框架上端口的卡环固定在所述无人机主体框架的上端口上。

所述的四个螺旋桨机构结构相同，每一个螺旋桨机构均包括有：一体形成在所述无人机主体框架外侧壁上的支撑凸台，用于产生上升力的螺旋桨，与螺旋桨相连用于驱动螺旋桨旋转的电机，用于卡在所述支撑凸台上的卡架，所述卡架内设置有电机固定架，所述电机固定设置在所述的电机固定架上，并通过所述的卡架固定连接在所述支撑凸台上。

所述的充电控制系统包括有：FPGA控制器和与所述FPGA控制器输出端相连的BUCK-BOOST型开关变换电路，所述FPGA控制器的一路信号输入端通过第一A/D转换模块连接所述太阳能电池板的电源输出端，另一路信号输入端通过第二A/D转换模块连接所述BUCK-BOOST型开关变换电路的电源输出端，所述BUCK-BOOST型开关变换电路的电源输入端连接所述太阳能电池板的电源输出端，所述BUCK-BOOST型开关变换电路的电源输出端连接所述可充电电池组。

所述的BUCK-BOOST型开关变换电路包括有驱动电路、第一MOS管和第二MOS管，所述驱动电路的信号输入端连接所述FPGA控制器的信号输出端，所述驱动电路的第一输出端(V_P1)连接所述第一MOS管的栅极，第二输出端(V_P2)连接所述第二MOS管的栅极，所述第一MOS管的漏极连接输入电源Vi，所述第二MOS管的源极通过第二极管(D2)接地，所述第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极共同通过第一二极管(D1)分别连接电容和电阻的一端，所述第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极还共同通过电感接地，所述第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极还直接接地，所述电容和电阻的另一端接地，所述电阻的两端构成BUCK-BOOST型开关变换电路的输出端连接所述可充电电池组，所述电阻的正极连接所述FPGA控制器的输入端。