CN101464118A - 点火控制装置及其控制流程 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种点火控制装置，包含整流电桥电路、电源管理电路、逻辑控制电路、时钟电路、和点火控制电路。其中，点火控制电路包含充电控制开关、RC低通滤波器、安全放电开关、和点火控制开关。RC低通滤波器由限流电阻和储能电容构成。本发明还提供该点火控制装置的控制流程，包含初始化、点火控制流程等步骤。其中，点火控制流程按以下步骤进行：逻辑控制电路发送控制信号，断开安全放电开关，闭合充电控制开关；到达预设充电时间后，逻辑控制电路启动电子延期；待到达预设延期时间后，逻辑控制电路发送控制信号，闭合点火控制开关，储能电容开始向点火装置放电。如此就能安全可靠地对起爆所需能量进行控制，从而提高点火安全性。

Description

点火控制装置及其控制流程

技术领域

本发明涉及火工品制造技术领域，尤其涉及一种可用于电***的点火控制装置及其控制流程。

背景技术

在传统的电***点火控制中，电***并联或串联到由电***起爆控制器引出的起爆能量供应线上。这种起爆控制过程的主要缺陷在于：

1.普通电***采用延期体实现延期起爆功能。这种设计不仅延期精度差，延期的时间也不可改变。另外，由于延期体中含有延期药和铅这样的重金属，这种电***会造成使用后重金属的散逸，延期药的燃烧也会导致环境污染。

2.普通电***的起爆过程不可控制，通电即进入起爆流程，不可逆转，遇紧急情况亦不可中断，存在潜在的安全问题。

3.由于点火头直接和***脚线连接，因此静电放电、射频辐射、杂散电流等外部干扰都将直接影响***生产、储存和使用过程的安全性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能安全可靠地对起爆电***所需能量进行控制的点火控制装置，从而提高***过程的安全性。

本发明是采用如下技术方案实现的：

这种点火控制装置，包含整流电桥电路、电源管理电路、逻辑控制电路、时钟电路、和点火控制电路。其中，整流电桥电路一端同时连接到电源管理电路和点火控制电路，一端接地；其余两端通向点火控制装置外部，连接到点火控制装置外部的电***起爆电源，构成点火控制装置的电源输入端。电源管理电路一端连接整流电桥电路，一端接地，其余一端同时连接到逻辑控制电路和时钟电路。逻辑控制电路一端接地，一端连接点火控制电路，一端连接时钟电路，其余一端连接电源管理电路。时钟电路一端连接电源管理电路，一端接地，其余一端连接逻辑控制电路。点火控制电路一端连接整流电桥电路，一端连接逻辑控制电路，一端接地；其余两端通向点火控制装置外部，连接到点火控制装置外部的点火装置，构成点火控制装置的输出端。

该技术方案的好处在于：

1.本点火控制装置200用于并联连接的起爆控制网路时，如图5，连接在由电***起爆电源400引出的起爆能量供应线500与电***600的脚线之间，并紧临电***安置，即本点火控制装置200通过电源输入端110与起爆能量供应线500连接、通过输出端310与电***600的脚线连接。这就使得***600中的点火头(上述点火装置的一种)与起爆能量供应线500完全隔离，从而使得***抗静电、抗射频、抗杂散电流性能的提高成为可能。

2.整流电桥电路的存在，实现了本点火控制装置电源输入端的无极性连接，消除了其被反接而导致装置损坏的危险，使得***工程的施工更加简便、安全。

3.逻辑控制电路和时钟电路共同实现延期功能。由于引入了本点火控制装置的起爆控制网路中采用瞬发电***亦可实现延期，这就避免了传统电***中延期药的存在，减少了重金属的使用，缓解了环境污染。除此之外，采用高精度的时钟电路实现电子延期，也使得起爆控制网路的延期时间更加精确。

4.点火控制电路实现了对起爆能量的存储和释放的控制，从而提高了起爆控制的安全性和可靠性。

作为本发明的一种优选方案，上述点火控制电路可包含充电控制开关、RC低通滤波器、安全放电开关、和点火控制开关。其中，充电控制开关一端连接整流电桥电路，一端连接逻辑控制电路，一端连接RC低通滤波器，其余一端接地。RC低通滤波器一端连接充电控制开关，一端接地；其余一端与安全放电开关连接，并共同通向点火控制装置外部，连接到本点火控制装置外部的点火装置的一端，构成点火控制装置的输出端之一。安全放电开关一端接地，一端连接逻辑控制电路，其余一端与RC低通滤波器的一端连接。点火控制开关一端接地，一端连接逻辑控制电路，其余一端通向点火控制装置外部，连接到本点火控制装置外部的点火装置的另一端，构成点火控制装置的输出端之二。

上述RC低通滤波器由一个限流电阻和一个储能电容构成。其中，储能电容一端接地，另一端连接限流电阻的一端，并同时与安全放电开关连接。限流电阻的另一端连接充电控制开关。

该优选方案的好处在于：

1.在本点火控制装置内，采用RC低通滤波器252和点火控制开关254，分别将其外部点火装置300的两端与起爆能量供应线500隔离开来，如图2。这就保证了点火装置300与外部起爆能量的完全隔离，从而提高了***脚壳间、脚脚间的静电安全性，以及抗杂散电流的能力。

2.整流电桥电路201的存在，使得输入本点火控制装置200的所有外部电信号均从该整流电桥电路201的正极输出端输出，如图2。当充电控制开关251闭合时，RC低通滤波器252即紧接于上述整流电桥电路201的正极输出端之后，这就实现了对所有外部电信号的滤波，从而避免了静电放电、射频辐射、杂散电流等对起爆控制网路安全性的高频危害。

3.构成RC低通滤波器的电阻和电容除了实现低通滤波、消除干扰信号的作用外，还分别具备其他功能。其一，电容用于储存起爆点火装置所需的电能，故此可称为储能电容。一方面，在起爆控制过程中，因飞石等意外事件造成供电中断时，上述储能电容中所储能量仍然能保证电***的正常起爆。另一方面，采用在与每发电***对应的点火控制装置内部储能的方式，避免了起爆瞬间对提供起爆能量的电***起爆电源***的冲击。其二，电阻用于限制对上述储能电容充电时的电流大小，故此可称为限流电阻。这样的技术方案，实现了小电流充电、大电流放电的充放电过程，从而降低了对电***起爆电源输出瞬间电流能力的要求。

4.充电控制开关的引入，实现了对储能电容充电过程的控制，从而保障了在起爆准备阶段对起爆控制网路操作的安全。

5.安全放电开关的引入，使得储能电容上所储能量可随时释放，从而，一方面使得***过程可中断，即，当需要中断***时，闭合安全放电开关，上述储能电容即与安全放电开关构成放电回路，从而得以释放储能电容中所储能量。这就提高了起爆控制网路的故障处理能力。另一方面，可避免储能电容上因干扰等因素而引起的电荷累积，从而提高使用的安全性。

6.点火控制开关的引入，一方面隔离了点火装置，从而隔绝了静电放电、射频辐射、杂散电流等干扰对点火装置安全性的影响。另一方面，由于该点火控制开关受逻辑控制电路的控制，因此，即使上述储能电容中储存了起爆点火装置所需能量，也必须在逻辑控制电路的控制下，上述能量方能有效释放进而引爆点火装置。这就实现了对起爆能量的管理，使得***更安全。

本发明还提供了上述点火控制装置的控制流程，包含以下步骤：

第一步，逻辑控制电路将点火控制电路置为初始工作状态，即逻辑控制电路将充电控制开关置为断开状态、将安全放电开关置为闭合状态、将点火控制开关置为断开状态。

第二步，执行点火控制流程。

第三步，结束本控制流程。

其中，点火控制流程是按照以下步骤进行的：

步骤一，逻辑控制电路发送控制信号，断开安全放电开关。

步骤二，逻辑控制电路发送控制信号，闭合充电控制开关，使点火控制装置外部的电源开始向内部的储能电容充电。

步骤三，逻辑控制电路监测是否到达预设充电时间：若到达预设充电时间，则继续进行步骤四；若未到达，则逻辑控制电路继续监测。

步骤四，逻辑控制电路启动电子延期，对预设延期时间开始倒计时。

步骤五，逻辑控制电路判断是否到达预设延期时间：若到达，则继续进行步骤六；若未到达，则逻辑控制电路继续对预设延期时间进行倒计时，并判断是否到达该时间。

步骤六，逻辑控制电路发送控制信号，闭合点火控制开关，使储能电容开始向本点火控制装置外部的点火装置放电。结束本点火控制流程。

在上述控制流程中，将点火控制电路的初始工作状态设置为充电控制开关断开、安全放电开关闭合、点火控制开关断开，保证了在未进入***准备阶段时，储能电容上无法存储电能、点火装置无法形成放电回路，从而可靠避免了意外起爆等事故的发生。

附图说明

图1为本发明的总体框图；

图2为本发明中点火控制电路的示意框图；

图3为本发明点火控制装置的总流程图；

图4为本发明中点火控制流程图；

图5为本发明用于电***起爆控制网路时的组网示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。

点火控制装置200，包含整流电桥电路201、电源管理电路202、逻辑控制电路203、时钟电路204、和点火控制电路205，如图1。详细描述如下：

1.整流电桥电路201一端同时连接到电源管理电路202和点火控制电路205，一端接地；其余两端通向点火控制装置200外部，连接到点火控制装置200外部的电***起爆电源400，构成点火控制装置200的电源输入端110。整流电桥电路201用于对经由电源输入端110输入的能量进行极性转换，从而使得无论是正常的电源输入，或是电磁干扰、静电放电、杂散电流等外部非安全电信号的输入，均从整流电桥电路201的非接地端输出，这些信号进而经过连接在其后的充电控制电路205的滤波作用，从而滤除了外部非安全高频干扰信号。

2.电源管理电路202一端连接整流电桥电路201，一端接地，其余一端同时连接到逻辑控制电路203和时钟电路204。电源管理电路202用于把从整流电桥电路201接收到的工作能源，转换为逻辑控制电路203和时钟电路204工作所需电压。

3.逻辑控制电路203一端接地，一端连接点火控制电路205，一端连接时钟电路204，其余一端连接电源管理电路202。逻辑控制电路203用于按照时钟电路204提供的时钟信号，对点火控制电路205的工作过程进行控制，即控制对储能电容256的充、放电过程。

4.时钟电路204一端连接电源管理电路202，一端接地，其余一端连接逻辑控制电路203。时钟电路204用于提供逻辑控制电路203工作所需时钟信号。

5.点火控制电路205一端连接整流电桥电路201，一端连接逻辑控制电路203，一端接地；其余两端通向点火控制装置200外部，连接到点火控制装置200外部的点火装置300，构成点火控制装置200的输出端310。点火控制电路205，一方面用于滤除整流电桥电路201输出的高频信号，另一方面用于在逻辑控制电路203的控制下对输出给点火装置300的能量进行安全控制。

作为本发明的一种优选方案，如图2，上述点火控制电路205包含充电控制开关251、RC低通滤波器252、安全放电开关253、和点火控制开关254。详细描述如下：

1.充电控制开关251一端连接整流电桥电路201，一端连接逻辑控制电路203，一端连接RC低通滤波器252，其余一端接地。在逻辑控制电路203的控制下，充电控制开关251闭合，从而整流电桥电路201输出的能量得以储存在RC低通滤波器252中的储能电容256中。

2.RC低通滤波器252一端连接充电控制开关251，一端接地；其余一端与安全放电开关253连接，并共同通向点火控制装置200外部，连接到本点火控制装置200外部的点火装置300的一端，构成点火控制装置200的输出端310之一。RC低通滤波器252，一方面用于滤除整流电桥电路201输出的高频信号，另一方面用于存储整流电桥电路201输出的能量。

3.安全放电开关253一端接地，一端连接逻辑控制电路203，其余一端与RC低通滤波器252的一端连接。在逻辑控制电路203的控制下，安全放电开关253闭合，从而RC低通滤波器252中储能电容256上所储能量得以释放，这就保障了电***非点火状态时的安全性。

4.点火控制开关254一端接地，一端连接逻辑控制电路203，其余一端通向点火控制装置200外部，连接到本点火控制装置200外部的点火装置300的另一端，构成点火控制装置200的输出端310之二。在逻辑控制电路203的控制下，点火控制开关254闭合，从而RC低通滤波器252中储能电容256上所储能量得以快速释放到点火装置300上，完成点火。

在图2所示技术方案中，点火控制开关254、安全放电开关253、和充电控制开关251可取为场效应管、晶体管、继电器、晶闸管等任何形式的功率控制电子开关。

RC低通滤波器252由限流电阻255和储能电容256构成，如图2。详细描述如下：

1.储能电容256一端接地，另一端连接限流电阻255的一端，并同时与安全放电开关253连接。该电容256用于储存点火装置300发火所需能量。通常情况下，该储能电容256的容值取为数十微法量级为佳。

2.限流电阻255的另一端连接充电控制开关251。该电阻255用于限制对储能电容256充电时电流的大小。通常情况下，电阻255的阻值取为千欧量级为佳。

综合上述储能电容256和限流电阻255的参数值，则可将通过该RC低通滤波器252的信号频率控制为赫兹量级，从而避免了静电放电、射频辐射、杂散电流等对起爆控制网路安全性的高频危害。

如图3，本发明还提供了上述点火控制装置200的控制流程，包含以下步骤：

第一步，逻辑控制电路203将点火控制电路205置为初始工作状态，即逻辑控制电路203将充电控制开关251置为断开状态、将安全放电开关253置为闭合状态、将点火控制开关254置为断开状态。

第二步，执行点火控制流程。

第三步，结束本控制流程。

其中，点火控制流程是按照以下步骤进行的，如图4：

步骤一，逻辑控制电路203发送控制信号，断开安全放电开关253。

步骤二，逻辑控制电路203发送控制信号，闭合充电控制开关251，使点火控制装置200外部的电***起爆电源400开始向内部的储能电容256充电。

步骤三，逻辑控制电路203监测是否到达预设充电时间：若到达预设充电时间，则继续进行步骤四；若未到达，则逻辑控制电路203继续监测。

步骤四，逻辑控制电路203启动电子延期，对预设延期时间开始倒计时。

步骤五，逻辑控制电路203判断是否到达预设延期时间：若到达，则继续进行步骤六；若未到达，则逻辑控制电路203继续对预设延期时间进行倒计时，并判断是否到达该时间。

步骤六，逻辑控制电路203发送控制信号，闭合点火控制开关254，使储能电容256开始向本点火控制装置200外部的点火装置300放电。结束本点火控制流程。

图5给出了本发明的点火控制装置200应用于瞬发电***起爆控制网路的组网示意图。本点火控制装置200的电源输入端110分别无极性差别地连接到由电***起爆电源400引出的起爆能量供应线500上，输出端310分别与瞬发电***600的脚线连接。

Claims (5)

1.一种点火控制装置，其特征在于：

其包含整流电桥电路、电源管理电路、逻辑控制电路、时钟电路、和点火控制电路，

所述整流电桥电路一端同时连接到所述电源管理电路和所述点火控制电路，一端接地；其余两端通向所述点火控制装置外部，连接到所述点火控制装置外部的电源，构成所述点火控制装置的电源输入端；

所述电源管理电路一端连接所述整流电桥电路，一端接地，其余一端同时连接到所述逻辑控制电路和所述时钟电路；

所述逻辑控制电路一端接地，一端连接所述点火控制电路，一端连接所述时钟电路，其余一端连接所述电源管理电路；

所述时钟电路一端连接所述电源管理电路，一端接地，其余一端连接所述逻辑控制电路；

所述点火控制电路一端连接所述整流电桥电路，一端连接所述逻辑控制电路，一端接地；其余两端通向所述点火控制装置外部，连接到所述点火控制装置外部的点火装置，构成所述点火控制装置的输出端。

2.根据权利要求1所述的点火控制装置，其特征在于：

所述点火控制电路包含充电控制开关、RC低通滤波器、安全放电开关、和点火控制开关，

所述充电控制开关一端连接所述整流电桥电路，一端连接所述逻辑控制电路，一端连接所述RC低通滤波器，其余一端接地；

所述RC低通滤波器一端连接所述充电控制开关，一端接地；其余一端与所述安全放电开关连接，并共同通向所述点火控制装置外部，连接到所述点火装置的一端，构成所述点火控制装置的输出端之一；

所述安全放电开关一端接地，一端连接所述逻辑控制电路，其余一端与所述RC低通滤波器的一端连接；

所述点火控制开关一端接地，一端连接所述逻辑控制电路，其余一端通向所述点火控制装置外部，连接到所述点火装置的另一端，构成所述点火控制装置的输出端之二。

3.根据权利要求2所述的点火控制装置，其特征在于：

所述RC低通滤波器由一个限流电阻和一个储能电容构成，

所述储能电容一端接地，另一端连接所述限流电阻的一端，并同时与所述安全放电开关连接；所述限流电阻的另一端连接所述充电控制开关。

4.一种所述点火控制装置的控制流程，其特征在于：

第一步，所述逻辑控制电路将所述点火控制电路置为初始工作状态，即所述逻辑控制电路将所述充电控制开关置为断开状态、将所述安全放电开关置为闭合状态、将所述点火控制开关置为断开状态；

第二步，执行点火控制流程；

第三步，结束本控制流程。

5.根据权利要求4所述的控制流程，其特征在于：

所述点火控制流程是按照以下步骤进行的：

步骤一，所述逻辑控制电路发送控制信号，断开所述安全放电开关；

步骤二，所述逻辑控制电路发送控制信号，闭合所述充电控制开关，使所述电源开始向内部的所述储能电容充电；

步骤三，所述逻辑控制电路监测是否到达预设充电时间，

若到达所述预设充电时间，则继续进行步骤四；若未到达，则所述逻辑控制电路继续监测；

步骤四，所述逻辑控制电路启动电子延期，对预设延期时间开始倒计时；

步骤五，所述逻辑控制电路判断是否到达所述预设延期时间，若到达，则继续进行步骤六；若未到达，则所述逻辑控

制电路继续对所述预设延期时间进行倒计时，并判断是否到

达该时间；

步骤六，所述逻辑控制电路发送控制信号，闭合所述点火控制开关，使所述储能电容开始向所述点火装置放电；结束本点火控制流程。

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