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CN106643353A - 感应式能量点火装置控制电路 - Google Patents

感应式能量点火装置控制电路 Download PDF

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CN106643353A CN201611067054.5A CN201611067054A CN106643353A CN 106643353 A CN106643353 A CN 106643353A CN 201611067054 A CN201611067054 A CN 201611067054A CN 106643353 A CN106643353 A CN 106643353A
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任鸿友
许博
刘娟
李坤鹏
翟宝玉
刘琳娟
朱冰
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Abstract

本发明公开了一种感应式能量点火装置控制电路，用于解决现有火工品电发火机构点火控制电路可靠性差的技术问题。技术方案是包括DC‑DC电源、驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元、脉冲功率驱动电路、可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、限流电阻R4、能量发射线圈L2和能量接收线圈L3。由于采用了能量发射线圈L2和能量接收线圈L3，能量无线传递，解决了背景技术火工品电发火机构点火控制电路能量传递需要物理接触的技术问题，避免了在剧烈振动下易引起接触点导电可靠性差的不足，提高了控制电路的可靠性。

Description

感应式能量点火装置控制电路
技术领域
本发明涉及一种控制电路，特别是涉及一种感应式能量点火装置控制电路。
背景技术
火工品是重要的动作执行装置，在民用、军用和航天领域有着广泛的应用，实际应用中普遍采用电发火机构作为火工品的发火元件。根据《航空自动武器设计手册》国防工业出版社，276页，导电式的电发火机构，可知，传统的火工品点火电路采用大容量供电电池直接放电或者通过一体化电源直接供电的方法实现对火工品的起爆；在对体积和重量有严格要求的场合，一般利用体积小、质量轻的小容量电源给电容器充电，将火工品点火用的能量储存在电容器中，利用电容的瞬间放电能力实现对电起爆器的起爆。
参照图2。现有的火工品点火电路中，供电电池或电容通过控制电路与火工品之间有电气连接，供电电池或电容上的能量通过线路传递给火工品，属于传统的接触式能量传递。这种类型的电发火机构结构比较简单，但存在一个主要的技术问题，就是接触点处的可靠导电问题，特别是在火工品执行动作时一般都伴随有剧烈震动，以及由于长期使用导致的接触点磨损从而引起的导电不可靠问题。
发明内容
为了克服现有火工品电发火机构点火控制电路可靠性差的不足，本发明提供一种感应式能量点火装置控制电路。该控制电路包括DC-DC电源、驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元、脉冲功率驱动电路、可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、限流电阻R4、能量发射线圈L2和能量接收线圈L3。由于采用了能量发射线圈L2和能量接收线圈L3，能量无线传递，解决了背景技术火工品电发火机构点火控制电路能量传递需要物理接触的技术问题，避免了在剧烈振动下易引起接触点导电可靠性差的不足，提高了控制电路的可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种感应式能量点火装置控制电路，其特点是包括DC-DC电源、驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元、脉冲功率驱动电路、可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、限流电阻R4、能量发射线圈L2和能量接收线圈L3。DC-DC电源输出+3.3V、+5V和+15V直流电压，分别为驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元以及脉冲功率驱动电路供电。驱动脉冲产生电路的输出端接光耦隔离单元的输入端，光耦隔离单元的输出端接脉冲功率驱动电路的输入端，脉冲功率驱动电路的输出端接开关管Q2的栅极。所述光耦隔离单元用于隔离驱动脉冲产生电路和脉冲功率驱动电路。驱动脉冲产生电路中的通信接口接收到点火指令后产生相应的驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号通过光耦隔离单元送入脉冲功率驱动电路，脉冲功率驱动电路对光耦隔离单元送来的驱动脉冲信号进行功率放大后驱动开关管Q2动作。可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、能量发射线圈L2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、电阻R4构成能量传递电路。可调电阻R1用于限流分压，储能电容C1通过输入电源充电，能量发射线圈L2传递能量时由电容C1提供能量，限流电阻R4限制能量发射线圈L2的电流，加速电容C4用于提高能量发射线圈L2电流的上升速率，加快能量传输。电阻R3、电容C3、二极管D2构成吸收电路，吸收开关管Q2关断时由能量发射线圈L2反电势产生的尖峰干扰。开关管Q2导通时输入电压经过能量发射线圈L2励磁，将能量送出。能量接收线圈L3两端连接火工品，能量接收线圈L3接收到能量发射线圈L2传递来的能量，激发火工品点火。
所述驱动脉冲产生电路由微处理器构成。
所述光耦隔离单元由TLP521构成。
所述脉冲功率驱动电路由驱动芯片FAN3224构成。
本发明的有益效果是：该控制电路包括DC-DC电源、驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元、脉冲功率驱动电路、可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、限流电阻R4、能量发射线圈L2和能量接收线圈L3。由于采用了能量发射线圈L2和能量接收线圈L3，能量无线传递，解决了背景技术火工品电发火机构点火控制电路能量传递需要物理接触的技术问题，避免了在剧烈振动下易引起接触点导电可靠性差的不足，提高了控制电路的可靠性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明感应式能量点火装置控制电路的电路图。
图2是背景技术电发火机构点火控制电路的电路图。
具体实施方式
以下实施例参照图1。
本发明感应式能量点火装置控制电路包括DC-DC电源、驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元、脉冲功率驱动电路、可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、电阻R3、电容C3、二极管D2、电容C4、限流电阻R4、能量发射线圈L2和能量接收线圈L3。
DC-DC电源的输出为3.3V，5V和+15V直流电压，为驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元以及脉冲功率驱动电路供电。
驱动脉冲产生电路生成一定脉宽的脉冲信号，驱动脉冲产生电路由微处理器构成，该驱动脉冲产生电路设置有通信接口，通信接口接收到点火指令后产生相应的驱动脉冲信号。
光耦隔离单元隔离驱动脉冲产生电路和脉冲功率驱动电路。光耦隔离单元由TLP521构成。光耦隔离单元的输入端连接驱动脉冲产生电路的输出，光耦隔离单元的输出连接脉冲功率驱动电路。
脉冲功率驱动电路对光耦隔离单元送来的驱动信号进行功率放大后驱动开关管Q2动作，脉冲功率驱动电路采用驱动芯片FAN3224。脉冲功率驱动电路的输出接开关管Q2的栅极。
可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、能量发射线圈L2、电阻R3、电容C3、二极管D2、电容C4、电阻R4构成能量传递电路。R1为可调电阻，起限流分压作用，电容C1是储能电容，通过输入电源给电容C1充电，能量发射线圈L2传递能量时由电容C1提供能量，电阻R4是限流电阻，限制能量发射线圈L2的电流，电容C4是加速电容，提高能量发射线圈L2电流的上升速率，加快能量的传输。电阻R3、电容C3、二极管D2构成吸收电路，吸收开关管Q2关断时由能量发射线圈L2反电势产生的尖峰干扰。开关管Q2导通时输入电压经过能量发射线圈L2励磁，把能量送出。
能量接收线圈L3两端连接火工品，能量接收线圈L3接收到能量发射线圈L2传递来的能量，激发火工品点火。

Claims (4)

1.一种感应式能量点火装置控制电路，其特征在于：包括DC-DC电源、驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元、脉冲功率驱动电路、可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、限流电阻R4、能量发射线圈L2和能量接收线圈L3；DC-DC电源输出+3.3V、+5V和+15V直流电压，分别为驱动脉冲产生电路、光耦隔离单元以及脉冲功率驱动电路供电；驱动脉冲产生电路的输出端接光耦隔离单元的输入端，光耦隔离单元的输出端接脉冲功率驱动电路的输入端，脉冲功率驱动电路的输出端接开关管Q2的栅极；所述光耦隔离单元用于隔离驱动脉冲产生电路和脉冲功率驱动电路；驱动脉冲产生电路中的通信接口接收到点火指令后产生相应的驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号通过光耦隔离单元送入脉冲功率驱动电路，脉冲功率驱动电路对光耦隔离单元送来的驱动脉冲信号进行功率放大后驱动开关管Q2动作；可调电阻R1、储能电容C1、开关管Q2、能量发射线圈L2、电阻R3、电容C3、二极管D2、加速电容C4、电阻R4构成能量传递电路；可调电阻R1用于限流分压，储能电容C1通过输入电源充电，能量发射线圈L2传递能量时由电容C1提供能量，限流电阻R4限制能量发射线圈L2的电流，加速电容C4用于提高能量发射线圈L2电流的上升速率，加快能量传输；电阻R3、电容C3、二极管D2构成吸收电路，吸收开关管Q2关断时由能量发射线圈L2反电势产生的尖峰干扰；开关管Q2导通时输入电压经过能量发射线圈L2励磁，将能量送出；能量接收线圈L3两端连接火工品，能量接收线圈L3接收到能量发射线圈L2传递来的能量，激发火工品点火。
2.根据权利要求1所述的感应式能量点火装置控制电路，其特征在于：所述驱动脉冲产生电路由微处理器构成。
3.根据权利要求1所述的感应式能量点火装置控制电路，其特征在于：所述光耦隔离单元由TLP521构成。
4.根据权利要求1所述的感应式能量点火装置控制电路，其特征在于：所述脉冲功率驱动电路由驱动芯片FAN3224构成。
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