CN102889161A

CN102889161A - 冲量发动机点火控制装置

Info

Publication number: CN102889161A
Application number: CN2012103346394A
Authority: CN
Inventors: 刁建宏; 王煦
Original assignee: 201 Institutte Of No6 Research Institute Casic
Current assignee: 201 Institutte Of No6 Research Institute Casic
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-01-23

Abstract

本发明提供了一种冲量发动机点火控制装置，电容冲放电控制及显示电路利用多路输出电源的电流对点火回路中的点火电容进行冲放电，并对点火电容的充满和放净情况进行显示，点火回路导通测试及显示电路用来确定点火回路连接正常，随后，通过与点火回路并接的安全控制电路，使点火电容最终串接到点火回路中，原控制***的时统信号源发出时统信号使点火控制电路导通，从而使点火电容通过点火回路将点火电压加到点火器上，使之点燃。本发明做到了原控制***与点火控制装置时统的一致，对点火信号的发出准确可靠，点火电容更换方便。

Description

冲量发动机点火控制装置

技术领域

本发明涉及一种电容冲放电方式控制人工增雨弹上冲量发动机点火试验的装置。

背景技术

人工增雨弹进行地面静止试验时，点火控制***的点火方式一般包括利用稳压电源点火和恒流源点火。它所用的弹上冲量发动机点火可采用电容充放电方式，且对电容的容量、体积、耐压值、放电时间及放电电流值都有要求，所以就要求我们在地面静止试验时也必须采用和弹上相同的方式。因为稳压电源点火、恒流源点火存在发电时间过长、启动时间也过长，无法满足弹上冲量发动机点火的参数要求，并且要利用现有点火控制***的时统信号源作为冲量发动机点火控制装置的启动信号。公开号为CN101464118的专利公开了一种点火控制装置及其控制流程专利，它的点火控制电路是实现对起爆能量的存储和释放的控制，从而提高电***起爆控制的安全性和可靠性，它是针对于电***的起爆控制，电路较复杂。对于需要用电容冲放电方式点火的控制***，试验技术要求点火回路阻值不能超过1Ω±0.3Ω。现有控制***无法完成所需的点火试验。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种冲量发动机点火控制装置，在不改动现有发动机点火控制***的基础上，利用其点火启动信号作为点火时统信号源将原控制***和开发研制电容点火控制装置相结合完成点火试验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：冲量发动机点火控制装置，包括多路输出电源、电容充放电控制及显示电路、安全控制电路、点火控制电路、点火回路、回路导通测试及显示电路和时统信号源。所述的电容冲放电控制及显示电路利用多路输出电源的电流对点火回路中的点火电容进行冲放电，并对点火电容的充满和放净情况进行显示，点火回路导通测试及显示电路用来确定点火回路连接正常，随后，通过与点火回路并接的安全控制电路，使点火电容最终串接到点火回路中，原控制***的时统信号源发出时统信号使点火控制电路导通，从而使点火电容通过点火回路将点火电压加到点火器上，使之点燃。

所述的多路输出电源的输入为交流220V，输出为两路直流电压，一路为27V，另一路为5V，这两路的负极短接。

所述的电容冲放电控制及显示电路由双极开关S1控制27V电源的输入，当双极开关S1闭合时，27V电源的正极通过二极管V2加到点火电容C的正极上，点火电容C的负极与27V电源负极相连，27V电源正极通过电阻R1接稳压二极管V1的负极，V1的正极接到27V电源负极上，V1的负极接电容充放电选择开关S2的常闭点，S2的常开点接到27V电源负极，S2的公共点接到场效应管V9的栅极上，V9的源极接到27V电源负极，V9的漏极接到二极管V4的负极上，二极管V4的正极接到点火电容C的正极上。

所述的点火电容C为并联的若干个电容，各个电容的充放电是独立的，每次点火试验只将任意一个电容接入点火回路中，其余为冗余备用。

所述的点火回路包括点火电容C、安全控制继电器K、分流器R7、点火器和场效应管V10，点火电容C的正极接到安全控制继电器K的常开触点的一端，K的常开触点的另一端通过分流器R7和点火器串联到场效应管V10的漏极上，V10的源极接到27V电源负极上，V10的栅极与点火控制电路相接。

所述的安全控制电路包括串联的若干个二极管和安全开关S4，27V电源的正极接到二极管的正极，二极管的负极连接安全开关S4的一端，S4的另一端接到继电器K的线圈上，线圈的另一端接到27V电源负极上。

所述的回路导通测试及显示电路包括回路导通按钮S3、数显电流表A和电阻R6，回路导通按钮S3为自恢复两常开按钮，5V电源的正极通过电阻R6接到数显电流表A的正极，数显电流表A的负极通过回路导通按钮S3的一对常开点串联分流器R7和点火器，点火器再通过回路导通按钮S3的另一对常开点接到5V电源的负极上。

所述的点火控制电路包括隔离继电器K1和点火按钮S5，时统信号源串接在27V电源的正极和隔离继电器K1的线圈正极之间，线圈负极接到27V电源的负极，5V电源的正极通过隔离继电器K1的常开点接到点火按钮S5的常开点上，S5的常闭点接到5V电源的负极，S5的公共点接到场效应管V10的栅极上。

本发明的有益效果是：本发明做到了原控制***与点火控制装置时统的一致，对点火信号的发出准确可靠，点火电容更换方便。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是电容冲放电控制及显示原理图；

图3是点火回路及安全控制电路原理图；

图4是点火回路导通测试及显示原理图；

图5是点火控制电路原理图；

图6是点火装置总电路原理图；

图中，1–多路输出电源，2—电容冲放电控制电路，3--点火控制电路，4—点火器，6—时统信号源。

具体实施方式

冲量发动机点火控制装置由多路输出电源、电容充放电控制及显示电路、安全控制电路、点火控制电路、点火回路、回路导通测试及显示电路和时统信号源组成。其中点火回路在点火控制装置Ⅱ中，其余部分在点火控制装置Ⅰ中。点火回路中的点火电容由电容冲放电控制***电路来完成对它的冲放电，通过冲放电显示电路直观观察到电容充满和放净。通过点火回路导通测试及显示电路，确定点火回路连接正常，随后，通过与点火回路中并接的安全控制电路，使点火电容最终串接到点火回路中。由原控制***发出时统信号源，使点火控制电路导通，从而使点火电容通过点火回路将点火电压加到点火器上，使之点燃。

各部分构成及功能如下：

1）多路输出电源（点火控制装置Ⅰ）

多路输出电源的输入为交流220V，输出为两路直流电压，一路为直流27V，另一路为直流5V，这两路的负极短接。

2）电容冲放电控制及显示电路（点火控制装置Ⅰ）

根据设计需要，点火回路充电电源用直流27V电源，由双极开关S1控制该电源的交流输入，以保证电源的接通或断开。当开关S1闭合时，27V电源正极通过二极管V2加到点火电容C的正极上，点火电容C的负极与27V电源负极相连，27V电源正极通过电阻R1接稳压二极管V1的负极，V1的正极接到27V电源负极上。通过V1的负极接电容充放电选择开关S2（单刀双掷）的常闭点，S2的常开点接到27V电源负极，S2的公共点接到场效应管V9的栅极上。V9的源极接到27V电源负极，V9的漏极接到二极管V4的负极上，二极管V4的正极接到点火电容C的正极上。这样形成了电容冲放电控制电路。

冲放电选择开关S2闭合时V9截止，27V电源加到所选的点火电容C（C1到Cn中任意一支），使其充电，数显电压表V并接到点火电容C，这样可监控当前的充电状况，若需放电，则由冲放电选择开关S2接通稳压二极管V1使V9导通，点火电容C开始放电，由数显电压表V监控当前的放电情况。如图2所示。

每次发动机的点火试验只将C1到Cn中任意一支接入点火回路中，其余n-1支与这支冗余备用，充放电状态是独立的，电容可随时更换。

3）点火回路（点火控制装置Ⅱ）

点火回路由点火电容C（C1到Cn中任意一支）、安全控制继电器K的常开触点、分流器R7、点火器4、场效应管V10组成。27V电源正极接电容冲放电控制电路2及点火电容C的正极，点火电容C的正极接到安全控制继电器K的常开触点的一端，K的常开触点的另一端通过串联分流器R7到点火器4上，点火器4的另一端接到场效应管V10的漏极上，V10的源极接到27V电源负极上，V10的栅极与点火控制电路3相接。

当点火电容C充满电压时，继电器K的常开触点闭合，同时点火控制电路3使场效应管V10导通，点火电容C放电点燃点火器4，如图3所示。

4）安全控制电路单元（点火控制装置Ⅰ）

二极管V5至V7、安全控制继电器K和安全开关S4组成了安全控制电路。27V电源正极接到二极管V5正极，二极管V5至V7串联接到安全开关S4（单刀单掷）的一端，S4的另一端接到继电器K的线圈上，线圈的另一端接到27V电源负极上。

只有当S4闭合，继电器K线圈得电时，在点火回路中串接的继电器K触点闭合，点火回路才能接通，这样就起到保证点火回路安全的作用，如图3所示。

5）点火回路导通测试及显示（点火控制装置Ⅰ）

如图4所示，电路由回路导通按钮S3（自恢复两常开）、数显电流表A、电阻R6、分流器R7、点火器4和5V电源组成。5V电源的正极通过电阻R6接到数显电流表A的正极，表A的负极接到回路导通按钮S3的一对常开点上，另一端接到分流器R7上，R7的另一端接到点火器4上，点火器4另一端接到按钮S3的另一对常开点上，此对常开点的另一端接到5V电源的负极上。

当电容充电完成后，点火回路的安全开关S4不闭合，按动S3，则5V电压由电阻R6、电流表A、回路导通按钮S3加到点火器4上，数显电流表A显示二百多微安。表明点火回路连接正常。

6）点火控制电路及时统信号源（点火控制装置Ⅰ）

它是点火控制装置的核心部分。该电路主要由27V电源、时统信号源5（由现有发动机点火控制***发出）、隔离继电器K1、5V电源、隔离继电器K1的常开触点、点火按钮（单刀双掷）S5、场效应管V10、分流器R7、点火器4、点火电容C构成。时统信号源的一端接到27V电源的正极，另一端接隔离继电器K1的线圈正极，线圈的负极接到27V电源的负极，5V电源的正极接隔离继电器K1的常开点的一端，常开点的另一端接到点火按钮S5的常开点上，S5的常闭点接到5V电源的负极，S5的公共点接到场效应管V10的栅极上，V10的源极接到27V电源的负极，V10的漏极接到点火器4上。点火器4与点火电容C正极相连，点火电容C负极与27V电源的负极相连。

通过现有发动机点火控制***发出时统信号源间接控制场效应管V10的导通和关断，控制点火电容C向点火器4放电，以达到点火的目的。当27V电源电流通过时统信号流向隔离继电器K1，K1触点闭合，再按点火按钮S5时，5V电源电流流入场效应管V10，由V10阴极流入27V负极。点火电容C向点火器4放电，点火器4被点燃。

时统信号源的接入方式是该控制装置的关键之一，时统信号源控制场效应管导通，所以将其与隔离继电器K1线圈串联接至27V上，将继电器K1的常开触点一端接5V，另一端接到场效应管控制端，以保证场效应管不会误动作，确保点火的正常进行。如图5所示。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

第一次冲量发动机用电容冲放电点火试验。要求点火电流为5A～10A，点火器及设备连线内阻实际为5.5Ω（点火回路阻值未超过1Ω±0.3Ω），点火电压由点火电容C提供，大约27V左右。点火装置总电路原理图见图6所示。

首先进行初始状态设定，连接好点火装置Ⅰ及点火装置Ⅱ之间的三根电缆，连接好时统信号源及电流测试电缆，将点火控制装置Ⅱ上的点火线和试验发动机的点火线对接，在点火控制装置Ⅱ前面板任选一路充电电容C(C1到Cn中任意一支），用短接线将其接到电路中，检查点火控制装置Ⅰ的按钮及开关，确认所有开关弹起、安全开关S4处于“关”状态，接通点火控制装置Ⅰ电源S1，按下冲放电按钮S2，三极管V9就处于悬空状态，27V电压经电阻R2、R5、二极管V2加到所选点火电容C，对点火电容进行充电，数显电压表V正常显示值为25.8V，表明所选点火电容C电量已冲好，按下回路导通按钮S3，5V电源电压经电阻R6、数显电流表A及S3，加到点火器4上，数显电流表A正常显示值为210μA左右，表明点火回路连接正常。按下点火控制装置Ⅰ点火按钮S5，倒数2秒时，顺时针打开点火控制装置Ⅰ安全开关S4，27V电压加到继电器K线圈上，K的常开点闭合，点火回路导通。

一切正常后通知控制***开始正式试验，由控制***发出时统信号源，这时27V电压加到隔离继电器K1线圈上，K1触点闭合，5V电压接到场效应管V10栅极上，V10即刻导通，点火电容C向点火器4放电，完成点火，试验结束后，将点火控制装置Ⅰ安全开关S4回位，按下充放电按钮S2，对电容放电，其余开关回位。

试验得实际测点火回路电流为7.5A。达到试验要求在5A～10A范围。

第二次冲量发动机用电容冲放电点火试验。要求点火电流为5A～10A，点火器及设备连线内阻实际为5.3Ω，点火电压由点火电容C提供，大约27V。

试验流程同上，实际测得回路电流为8.2A，达到试验要求在5A～10A范围。

Claims

1.一种冲量发动机点火控制装置，包括多路输出电源、电容充放电控制及显示电路、安全控制电路、点火控制电路、点火回路、回路导通测试及显示电路和时统信号源，其特征在于：所述的电容冲放电控制及显示电路利用多路输出电源的电流对点火回路中的点火电容进行冲放电，并对点火电容的充满和放净情况进行显示，点火回路导通测试及显示电路用来确定点火回路连接正常，随后，通过与点火回路并接的安全控制电路，使点火电容最终串接到点火回路中，原控制***的时统信号源发出时统信号使点火控制电路导通，从而使点火电容通过点火回路将点火电压加到点火器上，使之点燃。

2.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的多路输出电源的输入为交流220V，输出为两路直流电压，一路为27V，另一路为5V，这两路的负极短接。

3.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的电容冲放电控制及显示电路由双极开关S1控制27V电源的输入，当双极开关S1闭合时，27V电源的正极通过二极管V2加到点火电容C的正极上，点火电容C的负极与27V电源负极相连，27V电源正极通过电阻R1接稳压二极管V1的负极，V1的正极接到27V电源负极上，V1的负极接电容充放电选择开关S2的常闭点，S2的常开点接到27V电源负极，S2的公共点接到场效应管V9的栅极上，V9的源极接到27V电源负极，V9的漏极接到二极管V4的负极上，二极管V4的正极接到点火电容C的正极上。

4.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的点火电容C为并联的若干个电容，各个电容的充放电是独立的，每次点火试验只将任意一个电容接入点火回路中，其余为冗余备用。

5.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的点火回路包括点火电容C、安全控制继电器K、分流器R7、点火器和场效应管V10，点火电容C的正极接到安全控制继电器K的常开触点的一端，K的常开触点的另一端通过分流器R7和点火器串联到场效应管V10的漏极上，V10的源极接到27V电源负极上，V10的栅极与点火控制电路相接。

6.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的安全控制电路包括串联的若干个二极管和安全开关S4，27V电源的正极接到二极管的正极，二极管的负极连接安全开关S4的一端，S4的另一端接到继电器K的线圈上，线圈的另一端接到27V电源负极上。

7.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的回路导通测试及显示电路包括回路导通按钮S3、数显电流表A和电阻R6，回路导通按钮S3为自恢复两常开按钮，5V电源的正极通过电阻R6接到数显电流表A的正极，数显电流表A的负极通过回路导通按钮S3的一对常开点串联分流器R7和点火器，点火器再通过回路导通按钮S3的另一对常开点接到5V电源的负极上。

8.根据权利要求1所述的冲量发动机点火控制装置，其特征在于：所述的点火控制电路包括隔离继电器K1和点火按钮S5，时统信号源串接在27V电源的正极和隔离继电器K1的线圈正极之间，线圈负极接到27V电源的负极，5V电源的正极通过隔离继电器K1的常开点接到点火按钮S5的常开点上，S5的常闭点接到5V电源的负极，S5的公共点接到场效应管V10的栅极上。