СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ ЗАРЯДКИ БАТАРЕИ БПЛА С ФУНКЦИЯМИ БАЛАНСИРОВКИ НАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ

Аннотация

Рассмотрен вопрос создания системы беспроводной зарядки бортовой батареи беспилотно- го летательного аппарата (БПЛА) с учетом необходимости балансировки напряжений ее эле- ментов. При проектировании системы на основании краткого обзора принципов реализации бес- проводной передачи энергии за основу взят принцип использования магнитно-связанных контуров как наиболее подходящий по своим технико-экономическим свойствам. Целью работы является разработка схемного решения системы беспроводной зарядки батареи БПЛА с возможностью балансировки напряжений как при зарядке, так и во время работы на нагрузку. Применение такой системы позволит повысить безопасность эксплуатации батареи и продлить срок ее службы за счет выравнивания степени износа (старения) элементов. В результате исследования разработа- на схема и изготовлен экспериментальный образец указанной системы беспроводной зарядки. При синтезе схемы ставилась задача минимизации количества компонентов в силовых цепях с целью уменьшения массы системы и ее стоимости. Максимальная мощность экспериментальной системы беспроводной зарядки превышает 100 Вт (25 В 4 А) и для примененной бортовой аккуму- ляторной батареи емкостью 1500 мАч является несколько избыточной. Принудительного охла- ждения приемной части не требуется. Масса приемной части, устанавливаемой на беспилотный летательный аппарат, составляет 79 г (40 г – приемная катушка и 39 г – блок электроники) и имеет резервы для уменьшения за счет снижения сечения проводников приемной катушки, приме- нения в блоке электроники текстолита с меньшей толщиной, уплотнения монтажа и применения двустороннего расположения компонентов. Проведены лабораторные испытания, подтвердив- шие работоспособность предложенных технических решений, выполнена оценка эффективности балансировки при зарядке. Для оценки эффективности системы балансировки в ходе эксперимен- тов осуществлен расчет выходного сопротивления приемника (U/I) относительно одного из элементов бортовой аккумуляторной батареи при изменении напряжения на нем. Результат со- ставил 1,9 Ом при токе заряда 0,8 А (батарея 6S 1500 мА·ч).