CN209043136U

CN209043136U - 高压起爆电路及装置

Info

Publication number: CN209043136U
Application number: CN201821857834.4U
Authority: CN
Inventors: 赵昕; 叶海福; 汪能; 朱鸿志; 黄莎玲; 赵宁; 刘军
Original assignee: Institute of Electronic Engineering of CAEP
Current assignee: Institute of Electronic Engineering of CAEP
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2028-11-12

Abstract

本实用新型提供一种高压起爆电路及装置，涉及***技术领域领域。该高压起爆电路包括：电源、工作电路、触发电路和驱动***电路。工作电路包括：储能电容、第一均压电阻、第二均压电阻，第一气体放电管、第二气体放电管。第一均压电阻与第一气体放电管并联，构成第一回路，第二均压电阻与第二气体放电管并联，构成第二回路。第一回路与第二回路串联，所述储能电容与所述第一回路、第二回路并联，触发电路与所述第二回路并联。驱动***电路与触发电路串联，驱动***电路控制触发电路导通。本高压起爆电路，结构简单，通过串联起来的两个相同的气体放电管起到高压触发开关的作用，起爆能力强，且成本低。

Description

高压起爆电路及装置

技术领域

本实用新型涉及***技术领域，特别涉及一种高压起爆电路及装置。

背景技术

高压起爆电路是直列式引信的重要组成部分之一，主要起着储存电能和将能量转化为***动作所需的脉冲大电流的作用。高压触发开关是高压起爆电路中的核心元器件，要求具有耐高电压和耐瞬时大电流的特性。

目前，在直列式引信中应用的高压触发开关大致有固态开关和冷阴极触发管两种，其中固态开关是一种半导体分离器件，控制简单。冷阴极触发管具有很高的耐压和过流能力，能满足数千伏甚至上万伏电压的应用要求。

但是，冷阴极触发管的触发电路复杂，不利于进行小型化、集成化，且主要应用于电压体制较高的场景。固态开关虽然触发电路简单，但是目前具有高耐压和大通流特性的固态开关售价非常昂贵，不利于降低成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种高压起爆电路，能解决现有技术中的起爆电路结构复杂，不利于小型化、成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例所采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种高压起爆电路，包括：电源、工作电路、触发电路和驱动***电路；

所述工作电路、所述触发电路及所述驱动***电路均与所述电源电连接；

所述工作电路包括：储能电容、第一均压电阻、第二均压电阻，第一气体放电管、第二气体放电管；

所述第一均压电阻与所述第一气体放电管并联，构成第一回路；所述第二均压电阻与所述第二气体放电管并联，构成第二回路；所述第一回路与所述第二回路串联；所述储能电容与所述第一回路、第二回路并联；

所述触发电路与所述第二回路并联；

所述驱动***电路与所述触发电路串联，所述驱动***电路控制所述触发电路导通。

可选地，所述触发电路包括：限流电阻和场效应管；

所述限流电阻和所述场效应管串联；

所述所述驱动***电路与所述场效应管的栅极电连接。

可选地，所述场效应管为N沟道场效应管。

可选地，所述第一气体放电管与所述第二气体放电管的性能参数均相同。

可选地，所述性能参数包括：击穿耐压值；

所述击穿耐压值大于工作电压值的一半，且小于工作电压值。

可选地，所述第一均压电阻与所述第二均压电阻阻值相同。

可选地，所述驱动***电路为：驱动电阻或单片机控制驱动。

可选地，所述电源为高压直流电源。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种高压起爆装置，包括引爆负载和第一方面所述的高压起爆电路；

所述高压起爆电路控制所述引爆负载的引爆。

可选地，所述引爆负载与第二气体放电管串联。

本实用新型的有益效果是：

本实施例提供的高压起爆电路，包括：电源、工作电路、触发电路和驱动***电路。工作电路、触发电路及驱动***电路均与电源电连接。工作电路包括：储能电容、第一均压电阻、第二均压电阻，第一气体放电管、第二气体放电管。第一均压电阻与第一气体放电管并联，构成第一回路，第二均压电阻与第二气体放电管并联，构成第二回路。第一回路与第二回路串联；所述储能电容与所述第一回路、第二回路并联；触发电路与所述第二回路并联。驱动***电路与触发电路串联，驱动***电路控制触发电路导通。本实施例提供的高压起爆电路，结构简单，通过串联起来的两个相同的气体放电管起到高压触发开关的作用，起爆能力强，且成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的高压起爆电路模块示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的高压起爆电路示意图一；

图3为本实用新型一实施例提供的高压起爆电路示意图二；

图4为本实用新型一实施例提供的高压起爆装置示意图。

图标：10-电源；20-工作电路；21-储能电容；22-第一均压电阻；23-第二均压电阻；24-第一气体放电管；25-第二气体放电管；30-触发电路；31-限流电阻；32-场效应管；40-驱动***电路；50-第一回路；60-第二回路；70-引爆负载；100-高压起爆电路；200-高压起爆装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例：

如图1至图3所示，本实施例提供一种高压起爆电路100，包括：电源10、工作电路20、触发电路30和驱动***电路40。

其中，工作电路20、触发电路30及驱动***电路40均与电源10电连接。电源10为整个高压起爆电路100供电。

工作电路20包括：储能电容21、第一均压电阻22、第二均压电阻23，第一气体放电管24、第二气体放电管25。

其中，第一均压电阻22与第一气体放电管24并联，构成第一回路50。第二均压电阻23与第二气体放电管25并联，构成第二回路60。第一回路50与第二回路60串联。储能电容21与第一回路50、第二回路60并联。

需要说明的是，本实施例提供的高压起爆电路100，通过两个相同的气体放电管的串联起到高压触发开关的作用。

触发电路30与第二回路60并联。驱动***电路40与触发电路30串联，驱动***电路40控制触发电路30导通。

本实施例提供的高压起爆电路100，包括：电源10、工作电路20、触发电路30和驱动***电路40。其中，通过驱动***电路40控制触发电路30的处于高电平，从而带动工作电路20内气体放电管的所承受的电压大于自身的击穿耐压值，以致气体放电管导通。储能电容21及两个气体放电管形成了短路放电回路，从而在回路中产生了脉冲大电流，以致高压起爆电路100达到起爆的作用。本实施例提供的高压起爆电路100，电路结构简单，起爆能力强，且成本低。

进一步地，触发电路30包括：限流电阻31和场效应管32。限流电阻31和场效应管32串联。驱动***电路40与场效应管32的栅极电连接。

需要说明的是，限流电阻31用于限制通过场效应管32电流，因此限流电阻31的阻值根据所选用的场效应管32的性能来选择。且限流电阻31的耐压值应至少高于工作电压U，并根据实际情况考虑限流电阻31的裕量和耐受脉冲电压冲击的性能。且场效应管32的耐压值应至少高于U/2，并考虑场效应管32合适的裕量。此处，工作电压U的具体大小，本实施例不做限制。

其中，场效应管32分为P沟道场效应管和N沟道场效应管。

进一步地，为了简化驱动***电路40，本实施例用到的场效应管32为N沟道场效应管。

进一步需要说明的是，本实施例提供的高压起爆电路100，工作原理为：高压起爆电路100工作时，首先通过驱动***电路40使场效应管32的栅极保持在低电平，即0V。然后通过电源10给高压起爆电路100施加工作电压U。此时，场效应管32处于断开状态。储能电容21处于充电状态，储能电容21两端的电压为U。由于有第一均压电阻22及第二均压电阻23的作用，第一气体放电管24与第二气体放电管25承受的电压均为U/2，小于气体放电管自身的击穿耐压值，因此第一气体放电管24、第二气体放电管25均不导通。

触发时，首先通过驱动***电路40为场效应管32的栅极施加高电平，使场效应管32导通，此时，第二均压电阻23两端的电压瞬变为0，从而使得第一气体放电管24两端的电压由原来的U/2变为U。

进一步地，第一气体放电管24与第二气体放电管25的性能参数均相同。

进一步地，性能参数包括：击穿耐压值。气体放电管的击穿耐压值大于工作电压值的一半，且小于工作电压值。

由于第一气体放电管24两端的电压由原来的U/2变为U，大于第一气体放电管24的击穿耐压值，因此，第一气体放电管24发生击穿导通。由于第一气体放电管24的导通，使得第一均压电阻22两端的电位变为等电位点，即第一均压电阻22两端的电位均为0，电势差也为0，从而第二气体放电管25两端承受的电压由0瞬变为U，使得第二气体放电管25发生击穿导通。

同理，由于第二气体放电管25的导通，使得第二均压电阻23的两端的电位变为等电位点，即第二均压电阻23两端的电位均为0，电势差也为0，从而使得电流从第一回路50中出来，不经过触发电路30，因为第二均压电阻23两端的电位均为0，相当于导线，电流将直接流过第二均压电阻23与第二气体放电管25，将不经过触发电路30。

因此，第一气体放电管24与第二气体放电管25的导通，短暂形成了由储能电容21、第一气体放电管24及第二气体放电管25组成的短路放电回路，从而在回路中产生了脉冲大电流。

可选地，上述性能参数还可以包括：允许误差、额定功率、温度系数、额定电压等。

进一步地，为了保证第一气体放电管24与第二气体放电管25的电压相同，因此设置第一均压电阻22与第二均压电阻23阻值应相同。同时，为了降低稳态功耗，优选阻值为兆欧级电阻。

需要说明的是，由于工作时第一均压电阻22、第二均压电阻23均承受了工作电压的1/2，第一均压电阻22与第二均压电阻23的耐压值应至少高于工作电压的1/2，同时根据情况适当考虑裕量。

进一步地，驱动***电路40为：驱动电阻或单片机控制驱动。

需要说明的是，驱动***电路40的设置可以为多种，例如给驱动***电路40设置驱动电阻、给单片机内设程序或设置上拉电阻等。驱动***电路40的具体设置方式，本实施例不做限制，只要能起到控制触发电路30中场效应管32处于低电平或高电平即可。

进一步地，本实施例提供的高压起爆电路100中的电源10为高压直流电源。

第二实施例：

如图4所示，本实施例提供一种高压起爆装置200。包括：引爆负载70和上述实施例所提到的高压起爆电路100。

其中，高压起爆电路100中产生的脉冲大电流会控制引爆负载70的引爆。

进一步地，引爆负载70与第二气体放电管25串联。

可选地，引爆负载70可以为***、***等可以引爆的装置，在此不作限制。

本实施例提供的高压起爆装置200，是通过给高压起爆电路100上串联引爆负载70实现的。具体实现方式为，当高压起爆电路100工作时，首先通过驱动***电路40使场效应管32的栅极保持在低电平，再通过电源10给高压起爆电路100施加工作电压U。此时，场效应管32处于断开状态，储能电容21处于充电状态，储能电容21两端的电压为U。由于有第一均压电阻22及第二均压电阻23的作用，第一气体放电管24与第二气体放电管25承受的电压均为U/2，小于气体放电管自身的击穿耐压值，因此第一气体放电管24、第二气体放电管25均不导通。

触发时，首先通过驱动***电路40为场效应管32的栅极施加高电平，使场效应管32导通，此时，第二均压电阻23两端的电压瞬变为0，从而使得第一气体放电管24两端的电压由原来的U/2变为U，大于第一气体放电管24的击穿耐压值，因此，第一气体放电管24发生击穿导通。由于第一气体放电管24的导通，使得第一均压电阻22两端的电位变为等电位点，即第一均压电阻22两端的电位均为0，电势差也为0，从而第二气体放电管25两端承受的电压由0瞬变为U，使得第二气体放电管25发生击穿导通。

脉冲大电流进入到高压起爆电路100上串联的引爆负载70中，进而起到引爆高压起爆装置200的作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种高压起爆电路，其特征在于，包括：电源、工作电路、触发电路和驱动***电路；

所述触发电路与所述第二回路并联；

2.根据权利要求1所述的高压起爆电路，其特征在于，所述触发电路包括：限流电阻和场效应管；

所述限流电阻和所述场效应管串联；

所述驱动***电路与所述场效应管的栅极电连接。

3.根据权利要求2所述的高压起爆电路，其特征在于，所述场效应管为N沟道场效应管。

4.根据权利要求1所述的高压起爆电路，其特征在于，所述第一气体放电管与所述第二气体放电管的性能参数均相同。

5.根据权利要求4所述的高压起爆电路，其特征在于，所述性能参数包括：击穿耐压值；

6.根据权利要求1所述的高压起爆电路，其特征在于，所述第一均压电阻与所述第二均压电阻阻值相同。

7.根据权利要求1所述的高压起爆电路，其特征在于，所述驱动***电路为：驱动电阻或单片机控制驱动。

8.根据权利要求1所述的高压起爆电路，其特征在于，所述电源为高压直流电源。

9.一种高压起爆装置，其特征在于，包括引爆负载和权利要求1-8任一项所述的高压起爆电路；

所述高压起爆电路控制所述引爆负载的引爆。

10.根据权利要求9所述的高压起爆装置，其特征在于，所述引爆负载与第二气体放电管串联。