一种系留无人机供电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108767908A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810821872.2(22)申请日2018.07.24(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人王红雨尹午荣汪梁胡江颢王迎春乔文超(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317代理人徐红银(51)Int.Cl.H02J5/00(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种系留无人机供电系统(57)摘要本发明公开了一种系留无人机供电系统，其包括：地面供电端、系留线缆以及无人机端；地面供电端用于产生高压交流电；系留电缆用于将地面供电端的高压交流电传输给无人机端；无人机端用于将系统电缆传输来的高压交流电转换为低压直流电，以为无人机供电。本发明的系留无人机供电系统，采用交流高压输电的方式，可以有效减小系留线缆重量和机载变压模块重量，减少了无人机的能耗，节能环保。CN108767908ACN108767908A权利要求书1/1页1.一种系留无人机供电系统，其特征在于，包括：地面供电端、系留线缆以及无人机端；其中，所述地面供电端用于产生高压交流电；所述系留电缆用于将所述地面供电端的高压交流电传输给所述无人机端；所述无人机端用于将所述系留电缆传输来的高压交流电转换为低压直流电，以为无人机供电。2.根据权利要求1所述的系留无人机供电系统，其特征在于，所述地面供电端包括：开关电路以及升压模块；所述开关电路用于将直流输入转换为交流电；所述升压模块用于将所述开关电路转换的交流电转换为高压交流电。3.根据权利要求2所述的系留无人机供电系统，其特征在于，所述无人机端包括：降压模块以及整流电路；所述降压模块用于将所述系留电缆传输来的高压交流电转换为低压交流电；所述整流电路用于将所述降压模块转换的低压交流电转换为低压直流电。4.根据权利要求3所述的系留无人机供电系统，其特征在于，所述无人机端还包括：电压传感器；所述地面供电端还包括：控制电路；所述电压传感器用于将所述整流电路输出端的低压直流电的电压实时传输给所述控制电路；所述控制电路用于根据所述低压直流电的电压控制PWM信号的占空比来改变所述开关电路的交流电电压，进而改变所述升压模块输出的高压交流电的电压，以改变所述整流电路输出的低压直流电的电压。5.根据权利要求3或4所述的系留无人机供电系统，其特征在于，所述无人机端还包括：滤波电路；所述滤波电路用于对所述整流电路转换的低压直流电进行滤波。2CN108767908A说明书1/4页一种系留无人机供电系统技术领域[0001]本发明涉及系留飞行器技术领域，特别涉及一种系留无人机供电系统。背景技术[0002]系留无人机搭载通信设备是一种新兴通信手段，将系留无人机作为通信平台，具有快速部署、轻便灵活、起降环境要求低等特点，能实现几十公里范围内快速、可靠、廉价的宽带通信，在突发自然灾害、通信基础设施受到破坏、通信环境恶劣等条件下，其应急通信能力优势明显。[0003]无人机的功耗较高，载重能力有限，给系留无人机供电的线缆重量需要通过无人机本身承担一部分，另外在高空中出现侧风时，线缆会产生很大的拉力，进一步加重无人机的负担。虽然系留无人机通过地面供电可以实现24小时不间断巡航，但是额外的载重负担会提高无人机的能耗，不利于节能环保。[0004]经检索，为了解决上述问题之一，申请号：201721307452.X，中国实用新型专利：飞行器智能供电系统，其中包括一端给负重飞行器充电的柔性或刚性电源电缆、用于托举柔性或刚性电源电缆的托举无人机、以及用于托举柔性或刚性电源电缆另一端的尾部充电无人机；尾部充电无人机将柔性或刚性电源电缆的另一端与地面电源/电网电连接。这种系统虽然能通过尾部充电无人机来分担电缆重量，但是使得整个飞行器供电过程和操作复杂，无法在实际中推广应用。[0005]检索中进一步发现，申请号：201611162336.3，中国发明专利：一种车载无人机系留通信侦察系统，其包括：电源变换模块用于将地面供电系统的高压直流电转换为旋翼飞行器、通信模块以及其他载荷所需的低压直流电；光电复合系缆，用于传输电力以及进行信息传输；系缆收放装置，用于根据飞行器高度实时调整光电复合系缆的展开长度；地面供电系统用于将地面电源转换为适合光电复合系缆传输的电源形式，为飞行器及任务载荷提供电能；控制系统，用于对旋翼无人飞行器的姿态进行监控；通信系统，用于为旋翼无人飞行器所搭载的任务载荷与地面设备之间提供通信接口；通信模块，用于与通信系统之间进行通信，以及作为地面设备的通信中继，进行无线信息的发送。该发明使用高压直流供电，在无人端使用DC/DC模块降压，D