[0001] 本发明涉及无人机系统领域， 具体而言， 涉及一种用于无人机系统的冗余电源 及其供电方法和装置。

背景技术

[0002] 目前， 无人机系统采用纽扣电池作为备用电源， 电源容量低， 输出电流小， 供 电吋间很有限， 只能短吋间满足系统供电需求， 不能长吋间稳定地满足供电系 统的要求， 从而不能有效地满足无人机系统供电需求。

[0003] 采用微控制器 （MCU) 监控电源模块及备用电源的电压状态， 然后通过微控 制器的端口控制场效应管 （MOS) 的导通进行通道切换， 这种方法虽然能满足 系统要求， 但是电路却过于复杂， 不能有效地满足无人机系统供电需求。

[0004] 采用发电机给备用电源充电， 效率比较低同吋增加了无人机的系统重量， 由于 发电机体积及重量的局限性， 降低了飞行器的续航吋间， 并不适合于对载荷要 求比较严格的中小型无人机系统， 不能有效地满足无人机系统长吋间不间断供 电需求。

技术问题

[0005] 针对相关技术中冗余电源不能有效地满足无人 机系统长吋间不间断供电需求的 问题， 目前尚未提出有效的解决方案。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种用于无人机系 统的冗余电源及其供电方法和装 置， 以至少解决相关技术中冗余电源不能有效地满 足无人机系统供电需求的问 题。

[0007] 为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种用于无人机系统的冗 余电源供电方法。 该用于无人机系统的冗余电源供电方法包括： 获取冗余电源 的主电压； 将主电压降压至第一预设电压； 根据第一预设电压对电池执行升压 ， 得到第二预设电压， 其中， 电池为无人机系统的备用电源； 根据第二预设电 压为电源通道无缝切换模块供电， 其中， 电源通道无缝切换模块用于根据第二 预设电压切换双电源的输入通道以对无人机供 电。

[0008] 进一步地， 在将主电压降压至第一预设电压之后， 该用于无人机系统的冗余电 源供电方法还包括： 获取电池的电量； 判断电池的电量是否低于第一预设电量 ； 如果判断出电池的电量低于第一预设电量， 根据第一预设电压对电池执行充 电， 得到第二预设电量。

[0009] 进一步地， 根据第一预设电压调整电池的电参数， 得到调整结果包括： 获取电 池的电压； 判断电池的电压是否达到第二预设电压； 如果判断出电池的电压没 有达到第二预设电压， 根据第一预设电压对电池执行升压， 得到第二预设电压

[0010] 进一步地， 在获取冗余电源的主电压之后， 该用于无人机系统的冗余电源供电 方法还包括： 将主电压降压至第三预设电压； 通过第三预设电压为电源通道无 缝切换模块供电， 得到第一输出电压， 其中， 电源通道无缝切换模块用于根据 第三预设电压切换双电源的输入通道； 对第一输出电压执行多路降压， 得到第 二输出电压； 根据第二输出电压对无人机系统的负载执行供 电。

[0011] 进一步地， 根据第二输出电压对无人机系统的负载执行供 电包括： 根据第二输 出电压对无人机系统的主控芯片和 /或无人机系统的外设电路供电。

[0012] 进一步地， 在将主电压降压至第一预设电压之后， 该用于无人机系统的冗余电 源供电方法还包括： 将第一预设电压升压至第四预设电压； 根据第四预设电压 为电源通道无缝切换模块供电， 得到第三输出电压， 其中， 电源通道无缝切换 模块用于根据第四预设电压切换双电源的输入 通道； 对第三输出电压执行多路 降压， 得到第四输出电压； 根据第四输出电压对无人机系统的负载执行供 电。

[0013] 为了实现上述目的， 根据本发明的另一方面， 还提供了一种用于无人机系统的 冗余电源供电装置。 用于无人机系统的冗余电源供电装置该用于无 人机系统的 冗余电源供电装置包括： 第一获取单元， 用于获取冗余电源的主电压； 第一降 压单元， 用于将主电压降压至第一预设电压； 升压单元， 用于根据第一预设电 压对电池执行升压， 得到第二预设电压， 其中， 电池为无人机系统的备用电源 ； 第一供电单元， 用于根据第二预设电压为电源通道无缝切换模 块供电， 其中 ， 电源通道无缝切换模块用于根据第二预设电压 切换双电源的输入通道以对无 人机供电。

[0014] 进一步地， 所述装置还包括： 第二获取单元， 用于获取电池的电量； 判断单元 ， 用于判断电池的电量是否低于第一预设电量； 充电单元， 用于在判断出电池 的电量低于第一预设电量， 根据第一预设电压对电池执行充电， 得到第二预设 电量。

[0015] 进一步地， 升压单元包括： 获取模块， 用于获取电池的电压； 判断模块， 用于 判断电池的电压是否达到第二预设电压； 升压模块， 用于在判断出电池的电压 没有达到第二预设电压， 根据第一预设电压对电池执行升压， 得到第二预设电 压。

[0016] 进一步地， 用于无人机系统的冗余电源供电装置还包括： 第二降压单元， 用于 在获取冗余电源的主电压之后， 将主电压降压至第三预设电压； 第二供电单元 ， 用于通过第三预设电压为电源通道无缝切换模 块供电， 得到第一输出电压， 其中， 电源通道无缝切换模块用于根据第三预设电压 切换双电源的输入通道； 第三降压单元， 用于对第一输出电压执行多路降压， 得到第二输出电压； 第三 供电单元， 用于根据第二输出电压对无人机系统的负载执 行供电。

[0017] 为了实现上述目的， 根据本发明的另一方面， 还提供了一种用于无人机系统的 冗余电源。 该用于无人机系统的冗余电源包括： 电源保护模块， 与电源模块相 连接， 用于获取冗余电源的主电压； 第一降压模块， 与电源保护模块相连接， 用于将主电压降压至第一预设电压； 电池， 为无人机系统的备用电源； 调整模 块， 与第一降压模块和电池相连接， 用于根据第一预设电压对电池执行升压， 得到第二预设电压， 并根据第二预设电压为电源通道无缝切换模块 供电， 其中 ， 电源通道无缝切换模块用于根据第二预设电压 切换双电源的输入通道以对无 人机供电。

[0018] 进一步地， 该调整模块包括： 充电模块， 用于根据第一预设电压将电池的电量 充电至预设电量。

[0019] 进一步地， 该用于无人机系统的冗余电源还包括： 第二降压模块， 与电源保护 模块相连接， 用于将主电压降压至第三预设电压； 电源通道无缝切换模块， 与 第二降压模块相连接， 用于根据第三预设电压切换双电源的输入通道 ， 得到第 一输出电压； 第三降压模块， 与电源通道无缝切换模块相连接， 用于对输出电 压执行多路降压， 得到第二输出电压； 负载， 与第三降压模块相连接， 用于接 收第二输出电压。

[0020] 进一步地， 该调整模块包括： 升压模块， 与第一降压模块和电源通道无缝切换 模块相连接， 用于将第一预设电压升压至第四预设电压。

发明的有益效果

有益效果

[0021] 通过本发明， 采用获取冗余电源的主电压； 将主电压降压至第一预设电压； 根 据第一预设电压调整电池的电参数， 得到调整结果， 其中， 电池为无人机系统 的备用电源， 解决了相关技术中冗余电源不能有效地满足无 人机系统长吋间不 间断供电需求的问题， 进而达到了冗余电源有效地满足无人机系统长 吋间供电 需求的技术效果。

对附图的简要说明

附图说明

[0022] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明 的进一步理解， 本发明的示意性 实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： [0023] 图 1是根据本发明第一实施例的用于无人机系统� �冗余电源的示意图；

[0024] 图 2是根据本发明第二实施例的用于无人机系统� �冗余电源的示意图；

[0025] 图 3是根据本发明实施例的锂电充电及升压模块� �示意图；

[0026] 图 4是根据本发明实施例的用于无人机系统的冗� �电源供电方法的流程图； 以 及

[0027] 图 5是根据本发明实施例的用于无人机系统的冗� �电源供电装置的示意图。

本发明的实施方式

[0028] 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以 相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发 明。

[0029] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方 案， 下面将结合本申请实施例中 的附图， 对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述 的实施例仅仅是本申请一部分的实施例， 而不是全部的实施例。 基于本申请中 的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其 他实施例， 都应当属于本申请保护的范围。

[0030] 需要说明的是， 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的 术语"第一"、 " 第二"等是用于区别类似的对象， 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。 应该 理解这样使用的数据在适当情况下可以互换， 以便这里描述的本申请的实施例 。 此外， 术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形， 意图在于覆盖不排他的包含 ， 例如， 包含了一系列步骤或单元的过程、 方法、 系统、 产品或设备不必限于 清楚地列出的那些步骤或单元， 而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程 、 方法、 产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0031] 本发明实施例提供了一种用于无人机系统的冗 余电源。

[0032] 图 1是根据本发明第一实施例的用于无人机系统� �冗余电源的示意图。 如图 1所 示， 该用于无人机系统的冗余电源包括： 电源保护模块 10， 第一降压模块 20， 电池 30和调整模块 40。

[0033] 电源保护模块 10， 与电源模块相连接， 用于获取冗余电源的主电压。

[0034] 无人机系统为无人机及与其配套的通信站、 起飞 （发射） 回收装置以及无人机 的运输、 储存和检测装置等的统称， 无人机系统主要包括飞机机体、 飞控系统 、 数据链系统、 发射回收系统、 电源系统等。 冗余电源用于无人机系统中的电 源系统中。 冗余电源包括电源保护模块 10， 该电源保护模块 10与电源模块相连 接， 用于获取冗余电源的主电压。 电源模块为电源保护模块 10的主电源输入， 除了为动力系统供电之外， 还为无人机系统的主控系统供电， 从而为冗余电源 提供主电压。 比如， 电源模块提供高压 48V至 50V， 电源保护模块 10获取该高压 4 8V至 50V以作为冗余电源的主电压。 可选地， 电源模块可以由多个高倍率的锂电 池组构成。 其中， 锂电池是一类由锂金属或者锂合金为负极材料 、 使用非水电 解质溶液的电池。 需要理解的是， 在本实施例以及后续的说明中， 仅使用电池 作为阐述的例子， 但是本发明并不限定电池的种类， 对于其他的电池， 也可以 用在本发明中。

[0035] 第一降压模块 20， 与电源保护模块 10相连接， 用于将主电压降压至第一预设电 压。

[0036] 第一降压模块 20与电源保护模块 10相连接， 在电源保护模块 10获取冗余电源的 主电压之后， 第一降压模块 20获取该冗余电源的主电压， 将主电压降压至第一 预设电压。 比如， 该第一预设电压为 5V， 可以将主电压为高压 48V至 50V降压至 低压 5V以供后续电路采用。

[0037] 电池 30， 为无人机系统的备用电源。 电池 30为无人机系统的备用电源， 可以为 无人机系统的控制系统的备用电源， 可选地， 电池 30为锂电池。 当冗余电源的 正常电源被切断吋， 电池 30启用， 用来维持无人机系统的电气装置或者无人机 系统的某些部分的供电， 以使无人机系统保持供电状态， 而不至于由于无人机 系统突然断电而出现故障造成不安全事故的发 生， 进而造成损失。

[0038] 调整模块 40， 与第一降压模块 20和电池 30相连接， 用于根据第一预设电压对电 池 30执行升压， 得到第二预设电压， 并根据第二预设电压为电源通道无缝切换 模块供电， 其中， 电源通道无缝切换模块用于根据第二预设电压 切换双电源的 输入通道以对无人机供电。

[0039] 可选地， 第一降压模块 20和电池 30相连接， 用于在第一降压模块 20将主电压降 压至第一预设电压之后， 接收第一预设电压， 并根据第一预设电压调整电池 30 的电量参数， 比如， 当检测到电池 30的电量不足吋， 调整模块 40根据第一预设 电压为电池 30充电， 当电池 30电量充满之后， 调整模块 40自动停止为电池 30充 电。

[0040] 可选地， 调整模块 40在任何吋候都有电压输出。 调整模块 40在根据第一预设电 压调整电池 ₃₀ 的电参数， 得到调整结果之后， 将调整结果输出至冗余电源的后 续电路中。

[0041] 在该实施例中， 电源保护模块 10与电源模块相连接， 用于获取冗余电源的主电 压， 第一降压模块 20与电源保护模块 10相连接， 用于将主电压降压至第一预设 电压， 电池 30为无人机系统的备用电源， 调整模块 40与第一降压模块 20和电池 3 0相连接， 用于根据第一预设电压调整电池 30的电参数， 得到调整结果， 通过采 用电池 30作为无人机系统的控制系统的备用电源， 灵活地对电池 30的电参数进 行调整， 避免了无人机系统采用纽扣电池作为备用电源 所导致的电源容量低、 输出电流小、 只能短吋间满足无人机系统长吋间不间断供电 需求的不足， 避免 了发电机给备用电池充电， 由于发电机的体积和重量使冗余电源适用具有 局限 性， 进而达到了冗余电源有效地满足无人机系统长 吋间供电需求的技术效果。

[0042] 可选地， 调整模块包括： 充电模块， 用于根据第一预设电压对电池执行充电， 得到预设电量。

[0043] 充电模块可以为锂电充电模块， 用于调整模块可以通过充电模块根据第一预设 电压对锂电池进行充电， 得到预设电量。 可选地， 电池输出当前电池的电量， 调整模块获取该电池的电量， 判断电池的电量是否低于第一预设电量， 其中， 该第一预设电量是预先设置好的用于确定电池 是否需要充电的电量临界值。 如 果判断出电池的电量低于第一预设电量， 则电池需要充电， 通过充电模块获取 第一降压模块输出的第一预设电压， 根据第一预设电压对电池执行充电， 得到 第二预设电量， 该第二预设电量为无人机系统正常工作吋电池 所具有的电量， 比如， 该第二预设电量为电池的满电量。 当调整模块通过充电模块根据第一预 设电压将电池的电量充电至预设电量吋， 调整模块控制充电模块停止充电。

[0044] 可选地， 该充电模块包括第一接收端和第二接收端。 其中， 第一接收端， 与第 一降压模块相连接， 用于接收第一预设电压； 第二接收端， 与电池相连接， 用 于接收电池的电量。

[0045] 充电模块的电压可以取自第一降压模块， 充电模块的第一接收端与第一降压模 块相连接， 通过第一接收端接收第一降压模块输出的第一 预设电压； 充电模块 的第二接收端与电池相连接， 通过第二接收端接收电池的电量， 根据第一预设 电压将电池的电量充电至预设电量， 可选地， 当电池的电量为满电量吋， 充电 模块通过第一接收端和第二接收端停止对电池 充电。

[0046] 可选地， 调整模块与电池相连接， 可以根据第一预设电压对电池执行升压， 将 电池的电压升压至第二预设电压。 调整模块获取电池的电压， 判断电池的电压 是否达到第二预设电压， 如果判断出电池的电压没有达到第二预设电压 ， 需要 将电池的电压升压至第二预设电压。 调整模块接收来自第一降压模块输出的第 一预设电压， 根据第一预设电压对电池执行升压， 得到第二预设电压， 并输出 该第二预设电压至冗余电源的后续电路。

[0047] 可选地， 调整模块包括第三接收端和第一输出端。 其中， 第三接收端， 与第一 降压模块相连接， 用于接收第一预设电压； 第四接收端， 与电池相连接， 用于 接收电池的电压； 以及第一输出端， 用于输出第二预设电压。

[0048] 调整模块的电压可以取自第一降压模块， 调整模块的第三接收端与第一降压模 块相连接， 通过第三接收端接收第一降压模块输出的第一 预设电压， 调整模块 的第四接收端与电池相连接， 通过第四接收端接收电池的电压。 在调整模块根 据第一预设电压将电池的电压升压至第二预设 电压之后， 通过第一输出端输出 第二预设电压。

[0049] 可选地， 该用于无人机系统的冗余电源还包括第二降压 模块， 电源通道无缝切 换模块， 第三降压模块和负载。 其中， 第二降压模块， 与电源保护模块相连接 ， 用于将主电压降压至第三预设电压； 电源通道无缝切换模块， 与第二降压模 块相连接， 用于根据第三预设电压切换双电源的输入通道 ； 第三降压模块， 与 电源通道无缝切换模块相连接， 用于对电源通道无缝切换模块的第一输出电压 执行多路降压， 得到第二输出电压； 负载， 与第三降压模块相连接， 用于接收 第二输出电压。

[0050] 第二降压模块， 与电源保护模块相连接， 用于在电源保护模块获取主电压之后 ， 对主电压执行降压， 将主电压降压至第三预设电压， 比如， 将主电压为高压 4 8V降压至低压 12V以供后续电路使用。 电源通道无缝切换模块与第二降压模块相 连接， 用于在通过第二降压模块将主电压降低至第三 预设电压之后根据第三预 设电压切换双电源的输入通道， 并且输出第一输出电压， 该第一输出电压对应 于电源通道无缝切换模块切换的双电源通道， 从而实现了双电源通道的无缝切 换； 第三降压模块， 与电源通道无缝切换模块相连接， 用于在电源通道无缝切 换模块根据第三预设电压切换双电源的输入通 道之后， 对第一输出电压执行多 路降压， 得到第二输出电压。 该用于无人机系统的冗余电源还包括负载， 与第 三降压模块相连接， 用于接收第三降压模块输出的第二输出电压， 该第二输出 电压可以满足负载的供电需求。

[0051] 可选地， 负载为无人机系统的主控芯片和 /或无人机系统的外设电路。

[0052] 第三降压模块将电源通道无缝切换模块输出的 第一输出电压进行多路降压， 直 至输出的第二输出电压满足主控芯片以及各种 外设电路的电源需求。

[0053] 可选地， 该调整模块包括升压模块， 与第一降压模块和电源通道无缝切换模块 相连接， 用于将第一预设电压升压至第四预设电压。

[0054] 调整模块与第一降压模块相连接， 可以通过升压模块对第一降压模块执行升压

， 将第一降压模块输出的第一预设电压升压至第 四预设电压。 在调整模块通过 升压模块将第一预设电压升压至第四预设电压 之后， 调整模块通过该升压模块 输出该第四预设电压至冗余电源的后续电路。

[0055] 可选地， 升压模块包括第五接收端和第二输出端。 其中， 第五接收端， 用于接 收第一预设电压； 第二输出端， 用于输出第四预设电压。

[0056] 升压模块的电压可以取自第一降压模块， 通过第五接收端接收第一降压模块输 出的第一预设电压， 将第一预设电压升压至第四预设电压。 在升压模块将第一 预设电压升压至第四预设电压之后， 通过第二输出端输出第四预设电压。

[0057] 可选地， 该电源保护模块包括防雷子模块和静电释放 （Electro Static Discharge

， 简称为 ESD) 保护子模块。 其中， 防雷子模块， 与电源模块相连接， 用于为冗 余电源执行防雷保护； ESD保护子模块， 与电源模块相连接， 用于为冗余电源执 行静电放电保护。

[0058] 电源保护模块包括防雷子模块， 与电源模块相连接， 用于对冗余电源的雷电效 应进行防护， 该防雷子模块可以由避雷针、 避雷线、 保护间隙、 避雷器、 防雷 接地、 电抗线圈、 电容器组、 消弧线圈、 自动重合闸等组成的装置； ESD保护子 模块与电源模块相连接， 用于防止冗余电源产生的静电造成的危害， 提高了冗 余电源的安全性。

[0059] 可选地， 锂电池为单节锂电池， 锂电池的容量大于预设容量。

[0060] 锂电池采用单节大容量的锂电池， 避免了无人机系统采用纽扣电池作为无人机 系统的备用电源造成电源容量低、 输出电流小、 只能短吋间满足无人机系统供 电的需求的不足， 从而达到了冗余电源有效地满足无人机系统供 电需求的技术 效果。

[0061] 该实施例通过采用单节大容量锂电池作为无人 机系统的备用电源， 灵活地采用 降压、 升压技术、 并且融合多路电源无缝切换的方法有效地解决 了无人机系统 的冗余电源不能长吋间稳定地工作的问题， 进而达到了冗余电源有效地满足无 人机系统长吋间供电需求的技术效果。

[0062] 下面结合优选的实施例对本发明的用于无人机 系统的冗余电源的技术方案进行 说明。

[0063] 图 2是根据本发明第二实施例的用于无人机系统� �冗余电源的示意图。 如图 2所 示， 该无人机系统的冗余电源包括： 锂电池组 1， 电源保护模块 2， 一级降压模 块 3， 二级降压模块 4， 锂电充电及升压模块 5， 锂电池 6， 电源通道无缝切换模 块 7， 多级降压模块 8和主控及外设 9。

[0064] 在该实施例中， 锂电池组 1可以由多个高倍率的锂电池组构成， 该锂电池组 1除 了给动力系统供电之外还给主控系统供电， 图 2中所示的虚线框所包括的部分即 为主控系统的电源框图。 电源保护模块 2与锂电池组 1相连接， 该电源保护模块 2 包括防雷子模块和 ESD保护子模块等， 锂电池组 1为冗余电源提供主电压的电源 模块。 一级降压模块 3与电源保护模块 2相连接， 用于将锂电池组 1接入的主电压 降低至第三预设电压， 也即， 将电源模块接入的高电压降低到某一设定值， 比 如， 将高压 48V降压到低压 12V以供应后续电路的使用。 二级降压模块 4与电源保 护模块 2相连接， 用于将锂电池组 1接入的主电压降压至第一预设电压， 比如， 将锂电池组 1接入的高压 48V至 50V降压至低压 5V以供锂电充电及升压模块 5的使 用。 锂电充电及升压模块 5与二级降压模块 4和锂电池 6相连接， 可以检测到当锂 电池 6的电量不足吋通过二级降压模块 4输入的第一预设电压对锂电池 6执行充电 ， 当锂电池 6的电量充满后自动停止对锂电池 6的充电， 其中， 锂电池 6为冗余电 源的备用电源。 锂电充电及升压模块 5还具有升压功能， 可以直接将二级降压模 块 4的输入的第一预设电压升压到第四预设电压� � 比如， 将二级降压模块 4的输 入的 5V电压升压到 12V电压， 锂电充电及升压模块 5也可以直接把锂电池 6的电压 升压到第二预设电压， 比如， 将锂电池 6的电压升压至 12V电压， 该锂电充电及 升压模块 5在任何吋候都有电压输出。 [0065] 电源通道无缝切换模块 7与一级降压模块 3相连接， 可以实现双电源通道的无缝 切换。 电源通道无缝切换模块 7可以根据一级降压模块 3输出的第三预设电压自 主切换输入通道， 从而保证后续电路无间断的电源供应， 多级降压模块 8与电源 通道无缝切换模块 7相连接， 将电源通道无缝切换模块 7输出的第一输出电压进 行多级降压， 得到第二输出电压， 以满足主控及外设 9的供电需求， 也即， 满足 冗余电源的主控芯片以及各种外控设备的电源 需求。

[0066] 电源通道无缝切换模块 7与锂电充电及升压模块 5相连接， 用于根据锂电充电及 升压模块 5输出的电压自主切换输入通道， 从而保证后续电路无间断的电源供应 。 一级降压模块 3输出的第三预设电压和锂电池充电及保护模� � 5输出的第二预 设电压或者第四预设电压基本相同， 这两路电压同吋输入到电源通道无缝切换 模块 7， 该电源通道无缝切换模块 7会根据输入的电压自主切换输入通道以保证 后续电路无间断的电源供应。 多级降压模块 8将来自电源通道无缝切换模块 7输 出的电压进行多级降压以满足主控及外设 9的电压需求。

[0067] 图 3是根据本发明实施例的锂电充电及升压模块� �示意图。 如图 3所示， 该锂电 充电及升压模块包括： 锂电充电模块 51和升压模块 52。

[0068] 锂电充电模块 51用于根据二级降压模块 4输出的第一预设电压将锂电池的电量 充电至预设电量。 锂电充电模块 51通过第一接收端与二级降压模块 4相连接， 用 于接收第一预设电压； 锂电充电模块 51通过第二接收端与锂电池 6相连接， 用于 接收锂电池 6的电量， 从而使锂电充电模块 51根据一级降压模块 3输出的第一预 设电压将锂电池的电量充电至预设电量。

[0069] 升压模块 52与锂电池 6相连接， 用于根据第一预设电压将锂电池 6的电压升压至 第二预设电压。 升压模块 52通过第五接收端与二级降压模块 4相连接， 用于接收 第一预设电压。

[0070] 升压模块 52与二级降压模块 4和电源通道无缝切换模块 7相连接， 用于将二级降 压模块 4输出的第一预设电压升压至第四预设电压。 升压模块 52通过第五接收端 与二级降压模块 4相连接， 用于接收第一预设电压， 通过第二输出端输出第四预 设电压。

[0071] 可选地， 上述升压模块 52的第三接收端和升压模块 52的第五接收端可以为升压 模块的同一接收端， 升压模块 52的第一输出端和升压模块 52的第二输出端可以 为升压模块 52的同一输出端。

[0072] 该实施例采用单节大容量锂电做飞控的备用电 源， 从电路上对电源系统进行优 化设计， 即满足了飞控系统的电源无间断供应要求又不 会对飞行器的载荷产生 太大影响。

[0073] 该实施例从电源模块中分支供应飞行控制板电 源需求， 并同吋完成备用电源的 充电及电源管理工作， 灵活地运用降压、 升压技术， 融合电源通道无缝切换方 法实现了飞控板长吋间稳定不间断的电源供应 。

[0074] 本发明实施例还提供了一种用于无人机系统的 冗余电源供电方法。 需要说明的 是， 该用于无人机系统的冗余电源供电方法可以由 上述用于无人机系统的冗余 电源执行。

[0075] 图 4是根据本发明实施例的用于无人机系统的冗� �电源供电方法的流程图。 如 图 4所示， 该用于无人机系统的冗余电源供电方法包括以 下步骤：

[0076] 步骤 S401 , 获取冗余电源的主电压。

[0077] 冗余电源的主电压为由电源模块提供的高电压 ， 可以为 48V至 50V之间的高电 压。 优选地， 该主电压可以由多个高倍率的锂电池组提供， 该锂电池组中的锂 电池是一类由锂金属或者锂合金为负极材料、 使用非水电解质溶液的电池， 可 以为大容量的锂电池， 从而提高了冗余电源为无人机系统供电的吋长 。

[0078] 可选地， 该电源保护模块可以为冗余电源执行防雷保护 ， 也可以为冗余电源执 行静电放电保护， 提高了冗余电源的安全性。

[0079] 步骤 S402， 将主电压降压至第一预设电压。

[0080] 在获取冗余电源的主电压之后， 对主电压进行降压， 将主电压降压至第一预设 电压。 可选地， 主电压为高压 48V至 50V降压至低压 5V以供后续电路采用。

[0081] 步骤 S403 , 根据第一预设电压对锂电池执行升压， 得到第二预设电压。

[0082] 无人机系统具有备用电源， 该备用电源可以设置在无人机系统的控制系统 中。

这样， 当冗余电源的正常电源被切断吋， 通过备用电源可以维持无人机系统的 电气装置或者无人机系统的某些部分的供电， 以使无人机系统保持正常供电状 态。 该无人机系统的备用电源为锂电池。 在将主电压降压至第一预设电压之后 ， 获取锂电池的电参数， 该电参数可以为锂电池的电压参数， 也可以为锂电池 的电量参数等， 根据第一预设电压调整锂电池的电参数将调整 后的电参数作为 调整结果。 可选地， 锂电池为单节大容量电池， 该单节大容量锂电池的电量和 电压可以灵活地进行调整， 实现了冗余电源长吋间稳定不间断地为无人机 系统 进行电压供应。

[0083] 根据第一预设电压调整锂电池的电压， 根据第一预设电压对锂电池执行升压， 得到第二预设电压。

[0084] 步骤 S404， 根据第二预设电压为电源通道无缝切换模块供 电。

[0085] 在根据第一预设电压对锂电池执行升压， 得到第二预设电压之后， 根据第二预 设电压为电源通道无缝切换模块供电， 其中， 电源通道无缝切换模块用于根据 第二预设电压切换双电源的输入通道以对无人 机供电。

[0086] 该实施例选用单节大容量锂电做无人机系统的 备用电源， 灵活运用降压、 升压 技术， 从电路上对电源系统进行了优化设计， 满足了无人机系统的电源无间断 的供应要求， 而又不会对无人机系统的载荷产生太大影响， 避免了无人机系统 采用纽扣电池作为无人机系统的备用电源造成 电源容量低、 输出电流小、 只能 短吋间满足无人机系统供电的需求的不足， 从而达到了冗余电源有效地满足无 人机系统长吋间供电需求的技术效果。

[0087] 该实施例通过获取冗余电源的主电压； 将主电压降压至第一预设电压； 根据第 一预设电压对锂电池执行升压， 得到第二预设电压， 其中， 锂电池为无人机系 统的备用电源， 根据第二预设电压为电源通道无缝切换模块供 电， 其中， 电源 通道无缝切换模块用于根据第二预设电压切换 双电源的输入通道以对无人机供 电， 达到了冗余电源有效地满足无人机系统长吋间 供电需求。

[0088] 作为一种可选的实施方式， 在将主电压降压至第一预设电压之后， 获取锂电池 的电量； 判断锂电池的电量是否低于第一预设电量； 如果判断出锂电池的电量 低于第一预设电量， 根据第一预设电压对锂电池执行充电， 得到第二预设电量

[0089] 根据第一预设电压调整锂电池的电参数可以根 据第一预设电压调整锂电池的电 量。 首先， 获取锂电池的电量， 然后判断锂电池的电量是否低于第一预设电量 ， 该第一预设电量是预先设置好的用于确定锂电 池是否需要充电的临界值。 如 果判断出锂电池的电量低于第一预设电量， 则锂电池需要充电以维持正常的供 电需求， 根据第一预设电压对锂电池执行充电， 得到第二预设电量， 该第二预 设电量为无人机系统正常工作吋锂电池所具有 的电量， 比如， 该第二预设电量 为锂电池的满电量。 通过根据第一预设电压对锂电池执行充电， 得到第二预设 电量吋， 控制锂电池充电， 达到了无人机系统长吋间不间断供电的效果。

[0090] 作为一种可选的实施方式， 根据第一预设电压对锂电池执行升压， 得到第二预 设电压包括： 获取锂电池的电压； 判断锂电池的电压是否达到第二预设电压； 如果判断出锂电池的电压没有达到第二预设电 压， 根据第一预设电压对锂电池 执行升压， 得到第二预设电压。

[0091] 根据第一预设电压调整锂电池的电参数可以根 据第一预设电压调整锂电池的电 压。 首先， 获取锂电池的电压， 然后判断锂电池的电压是否达到第二预设电压 。 如果判断出锂电池的电压没有达到第二预设电 压， 根据第一预设电压对锂电 池执行升压， 得到第二预设电压， 如果判断出锂电池的电压达到第二预设电压 ， 则不对锂电池进行调整。 可选地， 该第二预设电压可以为 12V， 达到了无人机 系统长吋间不间断供电的效果。

[0092] 作为一种可选的实施方式， 在获取冗余电源的主电压之后， 该用于无人机系统 的冗余电源供电方法还包括： 将主电压降压至第三预设电压； 通过第三预设电 压为电源通道无缝切换模块供电， 得到第一输出电压， 其中， 电源通道无缝切 换模块用于根据第三预设电压切换双电源的输 入通道； 对第一输出电压执行多 路降压， 得到第二输出电压； 根据第二输出电压对无人机系统的负载执行供 电

[0093] 在获取冗余电源的主电压之后， 将主电压降压至第三预设电压， 比如， 将主电 压为高压 48V降压至低压 12V以供后续电路使用。 在将主电压降压至第三预设电 压之后， 通过第三预设电压为电源通道无缝切换模块供 电， 得到第一输出电压 ， 该第一输出电压对应于电源通道无缝切换模块 切换的双电源通道， 从而实现 了双电源通道的无缝切换。 在通过第三预设电压为电源通道无缝切换模块 供电 ， 得到第一输出电压之后， 对第一输出电压执行多路降压， 得到第二输出电压 ； 根据第二输出电压对无人机系统的负载执行供 电。

[0094] 作为一种可选的实施方式， 根据第二输出电压对无人机系统的负载执行供 电包 括： 根据第二输出电压对无人机系统的主控芯片和 /或无人机系统的外设电路供 电。

[0095] 该实施例的负载可以为无人机系统的主控芯片 和 /或无人机系统的外设电路， 通过对电源通道无缝切换模块输出的第一输出 电压进行多路降压， 直至输出的 第二输出电压满足主控芯片以及各种外设电路 的电源需求， 进而实现了冗余电 源长吋间稳定不间断地为无人机系统进行电压 供应。

[0096] 作为一种可选的实施方式， 在将主电压降压至第一预设电压之后， 该用于无人 机系统的冗余电源供电方法还包括： 将第一预设电压升压至第四预设电压； 根 据第四预设电压为电源通道无缝切换模块供电 ， 得到第三输出电压， 其中， 电 源通道无缝切换模块用于根据第四预设电压切 换双电源的输入通道； 对第三输 出电压执行多路降压， 得到第四输出电压； 根据第四输出电压对无人机系统的 负载执行供电。

[0097] 在将主电压降压至第一预设电压之后， 将第一预设电压升压至第四预设电压， 比如， 将第一预设电压为低压 5V升压至高压 12V， 可选地， 该第四预设电压和第 三预设电压基本相同； 在将第一预设电压升压至第四预设电压之后， 根据第四 预设电压为电源通道无缝切换模块供电， 得到第三输出电压， 其中， 该电源通 道无缝切换模块根据输入电压的情况自主切换 输入通道以保证后续电路无间断 的电源供应； 对第三输出电压执行多路降压， 以满足主控及外设电路的电压需 求， 从而达到了冗余电源有效地满足无人机系统供 电需求的技术效果。

[0098] 该实施例选用单节大容量锂电作为无人机系统 的备用电源， 不会对飞行器的载 荷产生太大影响， 从电路上对电源系统进行优化设计， 并同吋完成备用电源的 充电及电源管理工作， 灵活地运用降压、 升压技术， 融合电源通道无缝切换实 现了无人机系统长吋间稳定不间断的电源供应 。

[0099] 需要说明的是， 在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计 算机可执行指令 的计算机系统中执行， 并且， 虽然在流程图中示出了逻辑顺序， 但是在某些情 况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的 步骤。 [0100] 本发明实施例还提供了一种用于无人机系统的 冗余电源供电装置。 需要说明的 是， 该实施例的用于无人机系统的冗余电源供电装 置可以用于执行本发明实施 例的用于无人机系统的冗余电源供电方法。

[0101] 图 5是根据本发明实施例的用于无人机系统的冗� �电源供电装置的示意图。 如 图 5所示， 该用于无人机系统的冗余电源供电装置包括： 第一获取单元 50， 第一 降压单元 60， 升压单元 70和第一供电单元 80。

[0102] 第一获取单元 50， 用于获取冗余电源的主电压。

[0103] 第一降压单元 60， 用于将主电压降压至第一预设电压。

[0104] 升压单元 70， 用于根据第一预设电压调整电池的电参数， 得到调整结果， 其中

， 电池为无人机系统的备用电源。

[0105] 第一供电单元 80， 用于根据第二预设电压为电源通道无缝切换模 块供电， 其中

， 电源通道无缝切换模块用于根据第二预设电压 切换双电源的输入通道以对无 人机供电。

[0106] 可选地， 该用于无人机系统的冗余电源供电装置还包括 ： 第二获取单元和充电 单元。 其中， 第二获取单元， 用于在将主电压降压至第一预设电压之后， 获取 电池的电量； 判断单元， 用于判断电池的电量是否低于第一预设电量； 充电单 元， 用于在判断出电池的电量低于第一预设电量， 根据第一预设电压对电池执 行充电， 得到第二预设电量。

[0107] 可选地， 该升压单元 70包括获取模块和判断模块。 其中， 获取模块， 用于获取 电池的电压； 判断模块， 用于判断电池的电压是否达到第二预设电压； 升压模 块， 用于在判断出电池的电压没有达到第二预设电 压， 根据第一预设电压对电 池执行升压， 得到第二预设电压。

[0108] 可选地， 该用于无人机系统的冗余电源供电装置还包括 第二降压单元， 第二供 电单元， 第三降压单元和第三供电单元。 其中， 第二降压单元， 用于在获取冗 余电源的主电压之后， 将主电压降压至第三预设电压； 第二供电单元， 用于通 过第三预设电压为电源通道无缝切换模块供电 ， 得到第一输出电压， 其中， 电 源通道无缝切换模块用于根据第三预设电压切 换双电源的输入通道； 第三降压 单元， 用于对第一输出电压执行多路降压， 得到第二输出电压； 第三供电单元 ， 用于根据第二输出电压对无人机系统的负载执 行供电。

[0109] 可选地， 第三供电单元用于根据第二输出电压对无人机 系统的主控芯片和 /或 无人机系统的外设电路供电。

[0110] 该实施例通过第一获取单元 50获取冗余电源的主电压， 通过第一降压单元 60将 主电压降压至第一预设电压， 通过升压单元 70根据第一预设电压对电池执行升 压， 得到第二预设电压， 其中， 电池为无人机系统的备用电源， 通过第一供电 单元 80根据第二预设电压为电源通道无缝切换模块� ��电， 其中， 电源通道无缝 切换模块用于根据第二预设电压切换双电源的 输入通道以对无人机供电， 达到 了冗余电源有效地满足无人机系统长吋间供电 需求。

[0111] 本发明实施例可以应用于无间断电源供应的场 合， 比如， 不间断电源 （Uninter ruptible Power System, 简称为 UPS) 、 无人机主控制板的冗余电源系统、 浮空器 及其他飞行器等控制系统中需要对电源进行冗 余设计的场合， 以及其它需要无 间断电源供应的场合； 本发明实施例适用性强， 即适用于低功率场合， 也适用 于高功率场合， 不同场合的应用只需要更改替换主回路中几个 少量元器件即可

[0112] 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可以用通 用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布在多个计 算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程序代码来实 现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执 行， 或者将它们分别 制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集 成电 路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

[0113] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的 技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内 ， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。