[实用新型]一种无人直升机机载电源监测电路

说明书

本实用新型公开了一种无人直升机机载电源监测电路，该电路包括微处理器系统、电源调理电路、三路电压量采集电路、六路电流量采集电路和二路RS485通信电路。该电路在设计时充分考虑了无人机环境的复杂性，多处使用了有效的电路隔离措施，使得电路的抗干扰能力强；电源物理量采集时综合分析了无人机系统电源的使用情况，能够将系统包含的所有电源健康状态清晰有序地呈现出来，可全面支撑无人机健康诊断，起到预警作用。

技术领域

本实用新型涉及无人机电路设计领域，具体地说涉及一种无人直升机机载电源监测电路。

背景技术

随着无人机产业的发展，无人机应用到了各行各业，包括侦察、航拍、农业、快递等等领域，这就要求无人机自身的飞行绝对安全可控。

由于无人机系统较为复杂，机载分系统、部件众多，机上设备采用多种电压供电，并且为了安全性和电磁兼容性，电源系统分为多路，监测难度大。

无人机电源系统故障会带来飞机坠毁等致命影响，所以在日常研发过程中需要实时监测采集记录各路电源的电压电流情况；通过数据阈值设置和长时间数据处理，提前识别故障隐患；空中出现毁灭性故障时，能够通过传到地面站或飞机黑匣子里的数据对故障进行判别和定位。使得以诊断预测为目的的实时机载电源监测显得尤为重要。

目前无人直升机监测系统采集的信息比较单一，未能包含各个分系统和支路的电源信号，不能全面支撑飞行健康性的评估。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种包含电源调理、电压量采集、电流量采集功能的无人直升机机载电源监测电路。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种无人直升机机载电源监测电路，该电路包括微处理器系统、电源调理电路、与微处理系统并联连接的若干电压量采集电路、以及电流量采集电路，微处理系统输出端经通信电路将采集的物理量信号数据发送到接收端；所述微处理器系统为基于ARM Cortex处理器内核的STM32型号芯片；所述电源调理电路包括将28V转换为微处理器系统3.3V电压的二级变压电路；所述每个电压量采集电路都包括LM2904运算放大器和线性光耦。

进一步地，所述STM32型号芯片为STM32F103R8T6，该芯片时钟频率最高可达72MHz，内置64K的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器、3路USART通讯口等多种资源，具有极高的性价比。该芯片的主要作用是负责数据采集和处理以及与控制中心通信等。

电压量采集电路根据无人机外围电路针对性地设计电压测量电路，本实用新型的一个实施方式提供了一种3路电压量采集电路，包括13.8V电压测量电路、24V电压测量电路和27.6V电压测量电路。电压量采集电路的信号输出端连接至STM32F103R8T6的PA引脚。电压量采集电路中，所采集的电压经过电阻分压后进入比例放大电路，该比例放大电路由运放和线性光耦组成，同时具备隔离作用，保证光耦两侧的电路互不干扰。

所述电流量采集电路包括用于同时接收三路AC信号和三路DC信号的模拟多路开关DG408、线性霍尔传感电路、以及线性光耦，电流量采集电路的信号输出端连接至STM32F103R8T6的PB引脚。电流量采集电路需要采集三路AC电流和三路DC电流，为减少线性隔离电路的路数，在电路上利用多路模拟开关将线性隔离电路分时复用，其中模拟多路开关DG408由STM32F103R8T6来控制，分时采集各路电流量。

所述通信电路的作用是为了将采集到的各种物理量传送给控制中心。通信电路包括与STM32F103R8T6信号输出端连接的ADuM2101芯片和2路RS485通讯模块。优选的2路RS485通讯模块为SP485EEN芯片。ADuM2101芯片是增强的系统级ESD保护性能的双通道数字隔离器，工作温度最高可达125℃，低功耗，3.3 V/5 V电平转换。