CN109341448A - 可克服点火信号异常的火工品安全点火电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可克服点火信号异常的火工品安全点火电路，解决了现有火工品点火电路的固有缺陷容易导致点火信号异常输出的问题。包括上电延迟微分保护电路（1）、控制电源与点火电源隔离保护电路（2）、门控制保护电路（3）和信号驱动电路（4），经历三级安全保护措施后，电路安全，点火信号可控输出，最终从第二或非门的输出端输出高电平，通过限流的第八电阻（R8）驱动第二三极管（V2）动作，实现信号放大到点火端，实现火工品的安全可控动作。为火控***的点火安全性提供了有力保障。

Description

可克服点火信号异常的火工品安全点火电路

技术领域

本发明涉及一种水下装备点火器，特别涉及一种水下装备点火器的点火电路。

背景技术

火工品为装有***的***件，如***螺栓等，它们是通过电路的接通，用电流点燃***件中的***，通过***件的***来实现机械分离的，在水下分离机构中，火工品的应用较为广泛；随着水下装备火控技术的不断提升，对火工品点火的安全性要求也越来越严格。在火工品的装配、转运及试验中，一旦火控***发火异常，误触发引爆火工品的后果非常严重。目前，在常规火控***安全性设计中，更多是注意力集中在***软件可靠性、火工自身安全性指标以及人员操作安全意识等方面，这些措施不能从根本上解决火控***发火电路的固有缺陷，特别是在强静电、电源抖动、强电磁干扰、上电复位期间和端口电平不稳等各个环节，均有可能造成点火信号的异常输出，导致火工品动作，如何克服这些点火电路的固有缺陷是现场急需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种可克服点火信号异常的火工品安全点火电路，解决了现有火工品点火电路的固有缺陷容易导致点火信号异常输出的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种可克服点火信号异常的火工品安全点火电路，包括上电延迟微分保护电路、控制电源与点火电源隔离保护电路、门控制保护电路和信号驱动电路，上电延迟微分保护电路中的控制电源的正极通过第一电阻与第一电容的正极连接在一起，第一电容的负极与控制电源地连接在一起，点火电源隔离保护电路中的与门的供电电源端与控制电源的正极连接在一起，在与门的第一输入端上连接有点火信号，与门的第二输入端与第一电容的正极连接在一起，与门的输出端通过第二电阻与非线性光耦的发光二极管正极连接在一起，非线性光耦的发光二极管负极与控制电源地连接在一起，非线性光耦的输出端集电极与点火电源连接在一起，非线性光耦的输出端发射极与门控制保护电路中的第一或非门的第一输入端连接在一起，第一或非门的第一输入端与第一或非门的第二输入端短接在一起，第三电阻与第二滤波电容并联后的一端与第一或非门的第一输入端连接在一起，第三电阻与第二滤波电容并联后的另一端与点火电源地连接在一起，第一或非门的输出端与第二或非门的第一输入端连接在一起，点火电源通过第四电阻与第三电容的正极连接在一起，第三电容的负极与第二或非门的第二输入端连接在一起，第三电容的负极通过第五限流电阻与第一三级管的基极连接在一起，第一三极管的发射极与点火电源地连接在一起，在第三电容的负极与点火电源地之间连接有第六电阻，在第一三极管的集电极与点火电源地之间连接有第四电容，在第二或非门的输出端与第一三极管的集电极之间连接有第七限流电阻；在信号驱动电路中的第二三极管的集电极上连接有点火电源，第二三极管的发射极与火工品的一端连接在一起，火工品的另一端与点火电源地连接在一起，在第二三级管的基极与点火电源地之间连接有第九电阻，第二三级管的基极通过第八电阻与第一三极管的集电极连接在一起。

控制电源上电瞬间，第一电容上的电压从0伏升压到控制电源的70%所需时间为200毫秒。

本发明电路结构简单，点火通过多级安全保护措施，有效的抑制了上电复位、电源抖动、静电及强电磁干扰等环境因素对火路干扰，为火控***的点火安全性提供了有力保障。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种可克服点火信号异常的火工品安全点火电路，包括上电延迟微分保护电路1、控制电源与点火电源隔离保护电路2、门控制保护电路3和信号驱动电路4，上电延迟微分保护电路1中的控制电源的正极VCC通过第一电阻R1与第一电容C1的正极连接在一起，第一电容C1的负极与控制电源地连接在一起，点火电源隔离保护电路2中的与门D1A的供电电源端与控制电源的正极VCC连接在一起，在与门D1A的第一输入端上连接有点火信号，与门D1A的第二输入端与第一电容C1的正极连接在一起，与门D1A的输出端通过第二电阻R2与非线性光耦D2的发光二极管正极连接在一起，非线性光耦D2的发光二极管负极与控制电源地连接在一起，非线性光耦D2的输出端集电极与点火电源VDD连接在一起，非线性光耦D2的输出端发射极与门控制保护电路3中的第一或非门D3A的第一输入端连接在一起，第一或非门D3A的第一输入端与第一或非门D3A的第二输入端短接在一起，第三电阻R3与第二滤波电容C2并联后的一端与第一或非门D3A的第一输入端连接在一起，第三电阻R3与第二滤波电容C2并联后的另一端与点火电源地连接在一起，第一或非门D3A的输出端与第二或非门D3D的第一输入端连接在一起，点火电源VDD通过第四电阻R4与第三电容C3的正极连接在一起，第三电容C3的负极与第二或非门D3D的第二输入端连接在一起，第三电容C3的负极通过第五限流电阻R5与第一三级管V1的基极连接在一起，第一三极管V1的发射极与点火电源地连接在一起，在第三电容C3的负极与点火电源地之间连接有第六电阻R6，在第一三极管V1的集电极与点火电源地之间连接有第四电容C4，在第二或非门D3D的输出端与第一三极管V1的集电极之间连接有第七限流电阻R7；在信号驱动电路4中的第二三极管V2的集电极上连接有点火电源VDD，第二三极管V2的发射极与火工品HGP的一端连接在一起，火工品HGP的另一端与点火电源地连接在一起，在第二三级管V2的基极与点火电源地之间连接有第九电阻R9，第二三级管V2的基极通过第八电阻R8与第一三极管V1的集电极连接在一起。

控制电源VCC上电瞬间，第一电容C1对控制电源地的电压值，因微分延迟电路，其电压从0伏升压到控制电源VCC 的70%需要200毫秒，当电压值大于该值时，与门D1A判定为高电平，此段时间可通过第一电阻R1和第一电容C1来控制，要确保升压时间大于控制芯片上电复位时间，一般上电复位时间小于100毫秒，而点火信号与第一电容C1上的电压是以与的方式接入与门D1A的，故在上电复位期间，若点火信号端口电平不稳，第一电容C1上的电压始终为低电平，不会造成与门D1A输出端产生高电平信号，而错误地接通点火电源VDD，该措施为第一级安全保护措施。

当第一电容C1的电压逐渐升为高电平时，若点火信号也输出高电平，则与门D1A输出端通过第二电阻R2驱动非线性光耦D2中的发光二极管发光动作，鉴于非线性光耦D2前端为控制电源，非线性光耦D2的后端为点火电源，通过对两组电源的光电耦合隔离，实现了控制端电路与点火端电路的电气隔离，有效消除两组电源的抖动对线路可能造成的干扰，阻止电路线性耦合产生的电磁干扰，同时解决了控制电与点火电压值不匹配问题，此措施为二级安全保护措施。

非线性光耦D2的输出端信号直接接入门控制保护电路3中的第一或非门D3A的输入端，在信号接入端与点火电源地之间并入起滤波作用的第二电容C2和第三电阻R3，能有效消除静电等环境因素对第一或非门D3A输入端所造成的瞬间干扰；第一或非门D3A的输入端初始状态由第三电阻R3下拉到点火电源地，始终为低电平，通过两级或非门电路，保证了第二或非门D3D的输出端为低电平0伏，保证了在点火电源VDD上电前，点火电路的安全。在点火电源VDD上电瞬间，第三电容C3的负极为高电平，第二或非门D3D的输出端始终为0伏，第一三极管V1处于截止状态；若强电磁干扰或其他恶劣环境，会造成D3D的输出端异常为高电平，使第一三级管V1处于导通状态，所产生的电流信号通过第七电阻R7直接进入到点火电源地中，该电流信号不会流向第八电阻R8，不会驱动第二三极管V2导通，此措施为第三级安全保护措施，经历三级安全保护措施后，电路安全。

Claims (2)

1.一种可克服点火信号异常的火工品安全点火电路，包括上电延迟微分保护电路（1）、控制电源与点火电源隔离保护电路（2）、门控制保护电路（3）和信号驱动电路（4），其特征在于，上电延迟微分保护电路（1）中的控制电源的正极（VCC）通过第一电阻（R1）与第一电容（C1）的正极连接在一起，第一电容（C1）的负极与控制电源地连接在一起，点火电源隔离保护电路（2）中的与门（D1A）的供电电源端与控制电源的正极（VCC）连接在一起，在与门（D1A）的第一输入端上连接有点火信号，与门（D1A）的第二输入端与第一电容（C1）的正极连接在一起，与门（D1A）的输出端通过第二电阻（R2）与非线性光耦（D2）的发光二极管正极连接在一起，非线性光耦（D2）的发光二极管负极与控制电源地连接在一起，非线性光耦（D2）的输出端集电极与点火电源（VDD）连接在一起，非线性光耦（D2）的输出端发射极与门控制保护电路（3）中的第一或非门（D3A）的第一输入端连接在一起，第一或非门（D3A）的第一输入端与第一或非门（D3A）的第二输入端短接在一起，第三电阻（R3）与第二滤波电容（C2）并联后的一端与第一或非门（D3A）的第一输入端连接在一起，第三电阻（R3）与第二滤波电容（C2）并联后的另一端与点火电源地连接在一起，第一或非门（D3A）的输出端与第二或非门（D3D）的第一输入端连接在一起，点火电源（VDD）通过第四电阻（R4）与第三电容（C3）的正极连接在一起，第三电容（C3）的负极与第二或非门（D3D）的第二输入端连接在一起，第三电容（C3）的负极通过第五限流电阻（R5）与第一三级管（V1）的基极连接在一起，第一三极管（V1）的发射极与点火电源地连接在一起，在第三电容（C3）的负极与点火电源地之间连接有第六电阻（R6），在第一三极管（V1）的集电极与点火电源地之间连接有第四电容（C4），在第二或非门（D3D）的输出端与第一三极管（V1）的集电极之间连接有第七限流电阻（R7）；在信号驱动电路（4）中的第二三极管（V2）的集电极上连接有点火电源（VDD），第二三极管（V2）的发射极与火工品（HGP）的一端连接在一起，火工品（HGP）的另一端与点火电源地连接在一起，在第二三级管（V2）的基极与点火电源地之间连接有第九电阻（R9），第二三级管（V2）的基极通过第八电阻（R8）与第一三极管（V1）的集电极连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种可克服点火信号异常的火工品安全点火电路，其特征在于，控制电源（VCC）上电瞬间，第一电容（C1）上的电压从0伏升压到控制电源（VCC）的70%所需时间为200毫秒。