專利名稱：航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于航模和電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航模接收機(jī)備用電源無功耗電 子切換裝置。
背景技術(shù)：
隨著航空模型科技活動(dòng)的不斷普及，熱衷于大級別航空模型的愛好者越來越 多，如汽油機(jī)。然而有些航空模型愛好者對大級別空模舵機(jī)等機(jī)載設(shè)備耗電量迅速 增加等技術(shù)問題沒有引起足夠的重視，而是停留在小級別空模機(jī)載設(shè)備耗電的認(rèn)知水平 上，在地面沒有對機(jī)載電池組進(jìn)行全程模擬試驗(yàn)就到外場放飛。在外場不間斷地起、降 飛行中，常常忽視或者忘記了航模接收機(jī)電池組的剩余電量問題，因而時(shí)常發(fā)生因航模 接收機(jī)空中缺電釀成非操縱性的嚴(yán)重事故。一旦航模接收因機(jī)載電池組缺電失控發(fā)生墜 機(jī)或丟失等事故，多數(shù)會給航模愛好者造成程度不同的損失，輕則航模飛機(jī)或接收機(jī)受 損，重則航模發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。為了解決航?；顒?dòng)中這個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，主要有3種途徑可以解決一是通過大幅 度地增加機(jī)載電池組的容量；其次是加裝并使用電池電量檢測器；三是使用本發(fā)明所述 的航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置。本實(shí)用新型根據(jù)航空模型接收機(jī)、舵機(jī)工作特點(diǎn)和對電池組電量的技術(shù)要求， 在備用電源切換裝置設(shè)計(jì)方案方面棄之插入損耗較大、易產(chǎn)生電火花干擾、切換時(shí)間 長、且重量偏大的繼電器制作方案；回避使用技術(shù)難度較大、且成本較高的單片機(jī)設(shè)計(jì) 方案；不采用切換動(dòng)作遲鈍、增加接收機(jī)電源負(fù)擔(dān)利用遙控設(shè)備閑置通道進(jìn)行遙控切換 的方案。隨著大級別航空模型有效載荷大幅度的增加，備用電源和航模接收機(jī)備用電源 無功耗電子切換裝置增加的重量可以忽略不計(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型是為解決大級別航空模型接收機(jī)電池組因缺電而發(fā)生嚴(yán) 重事故等問題，是一種應(yīng)急用的、實(shí)用性較強(qiáng)的航模接收機(jī)備用電源制作技術(shù)，能夠?qū)?現(xiàn)接收機(jī)備用電源無功耗快速切換的技術(shù)目標(biāo)。技術(shù)方案經(jīng)過多種方案試驗(yàn)、分析和比較，本實(shí)用新型不選用切換時(shí)間較長 的后備式應(yīng)急電源設(shè)計(jì)方案，最終參考電腦終端設(shè)立主電源和應(yīng)急電源(UPS)的供電思 路，借鑒反映快捷的在線式應(yīng)急電源設(shè)計(jì)構(gòu)思。技術(shù)特征航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置，由主電源、電壓檢測電 路、主電源工作指示電路、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路、切換電源執(zhí)行電路、備用電源組成， 其特征是在主電源與備用電源之間的電壓檢測電路、電源切換執(zhí)行電路的組成分別是(1)電壓檢測電路由4.75V三端微功耗電壓檢測器(IC)、電阻R1、電阻R2組 成，電阻R1、電阻R2連接后與電壓檢測器(IC)輸入端2腳相連，電阻R2另一端接主電源正極，第電阻Rl的另一端接地。(2)電源切換電源執(zhí)行電路中P溝道場效應(yīng)管(Q4)漏極(D)與P溝道場效應(yīng)管 (Q5)漏極(D)相連后分別接電解電容C2的正極、電阻R9—端和航模接收機(jī)電源正極接 口，電阻R9另一端接發(fā)光二級管D5的正極，發(fā)光二級管D5的負(fù)極接地。電路中元器件相互之間的連接關(guān)系1.主電源輸入回路由短路帽、2組插件與3只大功率硅整流二極管Dl、D2、D3 組成。回路中正向串入3只大功率硅整流二極管Dl、D2、D3進(jìn)行降壓，硅整流二極管 Dl正極接7.4V聚合物鋰電池正極，以適應(yīng)航模接收機(jī)、舵機(jī)標(biāo)稱工作電壓。2.主電源工作指示電路由電壓檢測器(IC)、降壓電阻R3和發(fā)光二極管D4組 成。電壓檢測器(IC)的1腳接電阻R3—端，電阻R3的另一端接發(fā)光二極管D4的正 極，發(fā)光二極管D4的負(fù)極接地。3.電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路由3只N型晶體管Ql、Q2、Q3與5只電阻R4、R5、 R6、R7、R8組成。N型晶體管Ql的基極接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接主電 源正極，N型晶體管Ql的集電極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電壓檢測器(IC) 的1腳，N型晶體管Ql的發(fā)射極接地。4.P型硅晶體管Q2的基極與電壓檢測器(IC)的1腳、電阻R6的一端相接，電阻 R6的另一端接主電源正極，P型硅晶體管Q2的發(fā)射極接主電源正極，P型硅晶體管Q2 的集電極接電阻R7的一端和P溝道場效應(yīng)管Q5的柵極(G)，電阻R7的另一端接地。5.N型晶體管Q3基極接電壓檢測器(IC)的1腳，N型晶體管Q3的集電極接同 接電阻R8的一端和P溝道場效應(yīng)管Q4的柵極(G)，電阻R8的另一端接主電源正極，N 型晶體管Q3的發(fā)射極接地。6.切換電源執(zhí)行電路中P溝道場效應(yīng)管Q5的源極(S)接備用電源正極，備用電 源的負(fù)極接地。電路工作原理1.當(dāng)主電源輸入電壓24.75V時(shí)，三端微功耗電壓檢測器(IC)的1腳為高電平，
3只N型晶體管Ql、Q2、Q3均處于導(dǎo)通狀態(tài)，N型晶體管Q2的集電極輸出高電平，使 P溝道場效應(yīng)管Q5的柵極(G)為高電平而截止，P溝道場效應(yīng)管(Q4)導(dǎo)通，這時(shí)主電 源通過P溝道場效應(yīng)管(Q4)的漏極(D)向航模接收機(jī)(負(fù)載)供電；2.當(dāng)主電源電壓逐漸下降到<4.75V時(shí)，三端微功耗電壓檢測器(IC)的1腳為低 電平，3只晶體管Ql、Q2、Q3均處于截止?fàn)顟B(tài)，P溝道場效應(yīng)管(Q4)的柵極(G)接高 電平，因而場效應(yīng)管Q4截止。P溝道場效應(yīng)管Q5的柵極處于低電平，使場效應(yīng)管Q5 導(dǎo)通，這時(shí)備用電源通過P溝道場效應(yīng)管Q5的漏極(D)向航模接收機(jī)(負(fù)載)供電；3.當(dāng)主電源電壓跌落或出現(xiàn)故障而突然斷電時(shí)，三端微功耗電壓檢測器(IC)、 晶體管Ql、Q2、Q3和場效應(yīng)管Q4均因?yàn)槿彪姸荒苷９ぷ?，而場效?yīng)管Q5的柵極 (G)接低電平而處在導(dǎo)通狀態(tài)，那么這時(shí)備用電源通過場效應(yīng)管Q5的漏極(D)向航模接 收機(jī)(負(fù)載)供電；4.為了讓航模接收機(jī)備用電源無功耗切換裝置能夠使用7AV聚合物鋰電池組， 在主電源輸入回路中串入3只大功率硅整流二極管Dl、D2、D3進(jìn)行降壓，以便適應(yīng)接 收機(jī)和舵機(jī)標(biāo)稱6V的工作電壓。[0023]有益效果本方明所述的航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置，它可以解 決大級別航空模型接收機(jī)空中缺電后自動(dòng)干脆利落地切換由備用電源完成航模接收機(jī)的 應(yīng)急供電，可以有效遏制因航模接收機(jī)電池組缺電而發(fā)生航模墜機(jī)等事故，為保障航空 模型的飛行安全增填一種實(shí)用的航模機(jī)載配置。

圖1是航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置工作原理方框圖。圖2是航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置電路工作原理圖。圖2電路原理圖左側(cè)為充電電池主電源接口，電路原理圖右側(cè)為備用電源接 口。當(dāng)短路帽插在a位置選擇使用5節(jié)充電電池組，短路帽插在b位置選擇使用7.4V聚 合物鋰電池組；充電電池組和航模接收機(jī)使用杜邦接插件，7.4V聚合物鋰電池組使用T 型接插件。
具體實(shí)施方式
航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置電路組成航模接收機(jī)備用電源無功耗切換裝置由主電源、4.75V三端微功耗電壓檢測電 路、主電源工作指示電路、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路、切換電源執(zhí)行電路、備用電源等6部 分組成。按照附圖2和附圖說明及以下所述的技術(shù)要求實(shí)施，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。元器件選擇及電路調(diào)試三端微功耗電壓檢測器應(yīng)選用開漏輸出微功耗電壓檢測器，若選不到電壓檢測 值為4.75V的電壓檢測器，可以選擇略低于4.75V(在10%以內(nèi))的微功耗電壓檢測器代 替，然后通過精確調(diào)整R2的阻值，使電路的電壓檢測值達(dá)到4.75V。為了大幅度降低供電電源的插入損耗，電路中的場效應(yīng)管應(yīng)選擇導(dǎo)通壓降很小 的P溝道大功率場效應(yīng)管。因選擇P溝道場大功率效應(yīng)管功率余量很大，所以在制作時(shí) 不需要加裝散熱器。為有效緩解該裝置主電源、備用電源切換瞬間航模接收機(jī)供電電源電壓跌落的 影響，電解電容(C2)的容量>1000 μ F為好。為了減輕整機(jī)重量，該裝置PCB電路板使用裸板方式，不需要加裝外殼。元器件名稱及主要技術(shù)參數(shù)
權(quán)利要求1.一種航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置，由主電源、電壓檢測電路、主電 源工作指示電路、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路、切換電源執(zhí)行電路、備用電源組成，其特征是 在主電源與備用電源之間的電壓檢測電路、電源切換執(zhí)行電路的組成分別是(1)電壓檢測電路由4.75V三端微功耗電壓檢測器(IC)、第1電阻(R1)、第2(R2)組 成，第1電阻(Rl)、第2電阻(R2)的一端連接后與電壓檢測器(IC)輸入端2腳相連， 第2電阻(R2)的另一端接主電源正極，第1電阻(Rl)的另一端接地；(2)電源切換電源執(zhí)行電路中第4P溝道場效應(yīng)管(Q4)漏極(D)與第5P溝道場效應(yīng) 管(Q5)的漏極(D)相連后分別接第2電解電容(C2)的正極、第9電阻(R9)的一端和 航模接收機(jī)電源正極接口，第9電阻(R9)的另一端接第5發(fā)光二級管(D5)的正極，第5 發(fā)光二級管(D5)的負(fù)極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置，其特征是主電源 工作指示電路由三端微功耗電壓檢測器(IC)、第3電阻(R3)和第4發(fā)光二極管(D4)組 成，電壓檢測器(IC)輸出端1腳接第3電阻(R3)的一端，第3電阻(R3)的另一端接第 4發(fā)光二極管(D4)的正極，第4發(fā)光二極管(D4)的負(fù)極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置，其特征是電平轉(zhuǎn) 換及驅(qū)動(dòng)電路由第IN型晶體管(Ql)、第3N型晶體管(Q3)、第2P型硅晶體管(Q2)與 第4電阻(R4)、第電阻(R5)、第6電阻(R6)、第7電阻(R7)、第8電阻(R8)組成， 第IN型晶體管(Ql)的基極接第4電阻(R4)的一端，第4電阻(R4)的另一端接主電源 正極，第IN型晶體管(Ql)的集電極接第5電阻(R5)的一端，第5電阻(R5)的另一端 接電壓檢測器(IC)輸出端1腳，第IN型晶體管(Ql)的發(fā)射極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路，其特征是第2P型硅晶體管(Q2)的基 極與電壓檢測器(IC)輸出端1腳、第6電阻(R6)的一端相接，第6電阻(R6)的另一端 接主電源正極，第2P型硅晶體管(Q2)的發(fā)射極接主電源正極，第2P型硅晶體管(Q2) 的集電極接第7電阻(R7)的一端和第5P溝道場效應(yīng)管(Q5)的柵極(G)，第7電阻(R7) 的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路，其特征是第3N型晶體管(Q3)的基 極接電壓檢測器(IC)輸出端1腳，第3N型晶體管(Q3)的集電極接同接第8電阻(R8) 的一端與第4P溝道場效應(yīng)管(Q4)的柵極(G)，第8電阻(R8)的另一端接主電源正極， 第3N型晶體管(Q3)的發(fā)射極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置，其特征是切換電 源執(zhí)行電路中第5P溝道場效應(yīng)管(Q5)的源極(S)接備用電源的正極，備用電源的負(fù)極 接地。
專利摘要本實(shí)用新型屬于航模和電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航模接收機(jī)備用電源無功耗電子切換裝置。該裝置由主電源、三端微功耗電壓檢測電路、主電源工作指示電路、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路、切換電源執(zhí)行電路、備用電源組成，其特征是所述的電壓檢測電路、電平轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路、電源切換執(zhí)行電路分別采用三端微功耗電壓檢測器、N型硅晶體管、P型硅晶體管、P溝道大功率場效應(yīng)管。本實(shí)用新型借鑒反映快捷的電腦在線式應(yīng)急電源設(shè)計(jì)構(gòu)思，根據(jù)航模接收機(jī)、舵機(jī)耗電特點(diǎn)和對電池組的技術(shù)要求，解決航模接收機(jī)在空中缺電時(shí)能干脆利落地切換由備用電源負(fù)責(zé)接收機(jī)應(yīng)急供電，能夠有效遏制因航模接收機(jī)電池組缺電而發(fā)生墜機(jī)事故。
文檔編號H02J9/06GK201805269SQ20102011701
公開日2011年4月20日 申請日期2010年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月31日
發(fā)明者黃宇嵩 申請人:黃宇嵩