一种电爆器件点火电路 [发明]

一种电爆器件点火电路
技术领域
本发明涉及电点火装置的技术领域，具体涉及一种电爆器件点火电路。
背景技术
电爆器件作为小型化的敏感爆炸能源，在汽车安全气囊、个人防护气囊等民用领域广泛应用，同时在战略导弹、核武器及航空航天系统等军事工程中也广泛应用。电爆器件可靠的工作对整个系统的安全性有着直接的影响。电爆器件在预定的点火时间和点火地点之外的任何情况下，电爆器件不因人为的、元器件和线路的，以及其他随机因素的影响而异常起爆，导致危险事故发生，危及操作人员、场地和导弹的安全。现有点火电路多采用冗余设计以提高点火系统的点火可靠性，但同时提高了系统异常点火的概率。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种电爆器件点火电路，采用串行点火电路，同时点火电路控制芯片对串行点火电路中两路点火信号采用相反的控制电压信号，有效防止点火电路控制芯片或串行点火电路失效时导致电爆器件异常点火。
本发明提供如下技术方案：
一种电爆器件点火电路，包括点火电路控制芯片、电压转换芯片、储能电路、串行点火电路，所述电压转换芯片与所述储能电路连接，所述储能电路与所述串行点火电路连接，所述串行点火电路设有第一点火电路、电爆器件、第二点火电路，所述电爆器件的两端分别连接所述第一点火电路和所述第二点火电路，所述点火电路控制芯片设有第一点火控制端和第二点火控制端，所述第一点火控制端与所述第一点火电路连接，所述第二点火控制端与所述第二点火电路连接，所述第一点火控制端的控制电压信号与所述第二点火控制端的控制电压信号相反。
进一步的，所述点火电路控制芯片还设有电爆器件电压检测端，所述电爆器件电压检测端与所述电爆器件连接。
进一步的，所述点火电路控制芯片还设有点火电压检测端，所述点火电压检测端与所述储能电路连接。
进一步的，所述第一点火电路包括NPN型三极管和P沟道MOS管，所述NPN型三极管的B极与所述第一点火控制端连接，所述NPN型三极管的E极与所述P沟道MOS管的G极连接，所述NPN型三极管的C极接地，所述P沟道MOS管的S极与所述储能电路连接，所述P沟道MOS管的D极与所述电爆器件连接。
进一步的，所述NPN型三极管的B极与所述第一点火控制端之间设有第一限流电阻，所述P沟道MOS管的G极与所述P沟道MOS管的S极之间设有第二限流电阻，所述P沟道MOS管的S极与所述P沟道MOS管的D极之间设有第四限流电阻。
进一步的，所述第二点火电路设有N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的G极与所述第二点火控制端连接，所述N沟道MOS管的S极接地，所述N沟道MOS管的D极与所述电爆器件连接。
进一步的，所述N沟道MOS管的S极和所述N沟道MOS管的D极之间设有第三限流电阻。
进一步的，所述储能电路由一个储能电容或多个储能电容并联构成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明采用串行点火电路，同时点火电路控制芯片对串行点火电路中两路点火信号采用相反的控制电压信号，有效防止点火电路控制芯片或串行点火电路失效时导致电爆器件异常点火。
2.本发明的点火电路控制芯片监测点火电压、串行点火电路、电爆器件是否处于正常状态，从而提高电爆器件点火电路的可检测性和可靠性。
3.本发明具有可靠性高、安全性高、状态可检测等优点。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明实施例一的电路原理图。
具体实施方式
以下描述用于公开本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例一：
参见图1，一种电爆器件点火电路，包括点火电路控制芯片1、电压转换芯片2、储能电路3、串行点火电路，所述电压转换芯片2与所述储能电路3连接，所述储能电路3与所述串行点火电路连接，所述串行点火电路设有第一点火电路4、电爆器件5、第二点火电路6，所述电爆器件5的两端分别连接所述第一点火电路4和所述第二点火电路6，所述点火电路控制芯片设有第一点火控制端F1和第二点火控制端F2，所述第一点火控制端与所述第一点火电路连接，所述第二点火控制端与所述第二点火电路连接，所述第一点火控制端的控制电压信号与所述第二点火控制端的控制电压信号相反。
参见图2，在本实施例中，点火电路控制芯片1采用STM32F103单片机，可以控制第一点火控制端F1和第二点火控制端F2的电压及点火时机。电压转换芯片2采用DC-DC模块，可将系统电源电压转换为电爆器件点火所需电压。所述储能电路3由一个储能电容C1或多个储能电容C1、C2、……、Cn并联构成。系统上电后进行储能，电爆器件点火时可在短时间内提供点火能量，储能电容数量和容值可根据电爆器件的点火参数，计算或仿真获得。第一点火电路4和第二点火电路6分别控制电爆器件5的两端，第一点火电路4和第二点火电路6均导通时电爆器件点火。
参见图2，在本实施例中，所述第一点火电路包括NPN型三极管Q2和P沟道MOS管Q3，所述NPN型三极管的B极与所述第一点火控制端连接，所述NPN型三极管的E极与所述P沟道MOS管的G极连接，所述NPN型三极管的C极接地，所述P沟道MOS管的S极与所述储能电路连接，所述P沟道MOS管的D极与所述电爆器件连接。所述NPN型三极管的B极与所述第一点火控制端之间设有第一限流电阻R1，所述P沟道MOS管的G极与所述P沟道MOS管的S极之间设有第二限流电阻R2，所述P沟道MOS管的S极与所述P沟道MOS管的D极之间设有第四限流电阻R4。
第一点火控制端F1为高电平时，NPN型三极管Q2处于截止状态，R2两端电压为0V，P沟道MOS管Q3的G极与其S极间电压为0V，Q3处于关断状态；第一点火控制端F1为低电平时，NPN型三极管Q2处于导通状态，R2两端电压升高，P沟道MOS管Q3的G管脚与其S管脚间电压升高，Q3处于导通状态。
参见图2，在本实施例中，所述第二点火电路设有N沟道MOS管Q1，所述N沟道MOS管的G极与所述第二点火控制端连接，所述N沟道MOS管的S极接地，所述N沟道MOS管的D极与所述电爆器件连接。所述N沟道MOS管的S极和所述N沟道MOS管的D极之间设有第三限流电阻R3。
第二点火控制端F2为低电平时，N沟道MOS管Q1处于关断状态；第二点火控制端F2为高电平时，N沟道MOS管Q1处于导通状态。
第一点火控制端F1为低电平、第二点火控制端F2为高电平时，两个点火控制端的控制电压信号相反，第一点火电路和第二点火电路均导通。点火电路控制芯片对串行点火电路中两路点火信号采用相反的控制电压信号，可防止点火电路控制芯片故障时，第一点火控制端F1和第二点火控制端F2均复位为高电平或低电平，可有效降低电爆器件异常点火概率。
另外由于电爆器件为一次性器件，现有点火电路对只能通过检测电爆器材的阻值从而确定系统是否正常，但不能检测点火电路是否能正常工作，从而导致系统检测正常但由于点火电路故障导致电爆器件无法正常启动。
参见图2，在本实施例中，所述点火电路控制芯片还设有电爆器件电压检测端AD2，所述电爆器件电压检测端与所述电爆器件连接。
点火电路控制芯片可通过电爆器件电压检测端AD2检测电爆器件一端的电压值，以检测第一点火电路、电爆器件、第二点火电路是否处于正常状态且可正常可靠工作。
当第一点火控制端F1为高电平且第二点火控制端F2为低电平，第一点火电路和第二点火电路均断开，电爆器件电压检测端AD2检测到电压值，并与正常电压值对比，以检测电爆器件是否断开及阻值是否正常。
当第一点火控制端F1和第二点火控制端F2均为低电平，第一点火电路导通且第二点火电路断开，电爆器件电压检测端AD2检测到电压值，并与正常电压值对比，以检测第一点火电路是否可以正常工作。
当第一点火控制端F1和第二点火控制端F2均为高电平，第一点火电路断开且第二点火电路导通，电爆器件电压检测端AD2检测到电压值，并与正常电压值对比，以检测第二点火电路是否可以正常工作。
参见图2，在本实施例中，所述点火电路控制芯片还设有点火电压检测端AD1，所述点火电压检测端与所述储能电路连接。点火电路控制芯片通过点火电压检测端AD1检测点火电压的电压值，以监测点火电压是否满足电爆器件点火要求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。