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 мАч 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).
