CN104315930B - 一种电子雷管接口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子雷管接口，包括电子雷管芯片、电阻、三端口共阴极瞬态过压保护二极管、稳压管、二极管、石英晶体和桥丝。桥丝连接在电子雷管芯片功能管脚之间。接口电阻的一端与脚线连接，另一端与电子雷管芯片的管脚相连，其阻值在100欧姆以上。接口还包括一个三端口共阴极瞬态过压保护二极管，其串接在电子雷管芯片的两个管脚之间。接口还包括一个石英晶体，其串接在电子雷管芯片的两个管脚之间。本发明提高了电子雷管的抗高压交直流电以及静电性能，避免了电子雷管内部的桥丝短接到地引起误爆的风险，降低了电子雷管的失效，提高了电子雷管的可靠性，提高了电子雷管的延期时间精度。

Description

一种电子雷管接口

技术领域

本发明涉及火工品领域，尤其是涉及电子雷管领域的接口部分。

背景技术

电子雷管技术的研究开始于二十世纪八十年代初期，是工业雷管的发展趋势。电子雷管是集成电路技术和火工品技术相结合的产物。电子雷管使用芯片取代了工业雷管中的延期火药。电子雷管的高精度延期、安全控制、可靠起爆等特性的实现依赖于芯片。

已有的电子雷管技术方案在接口方面存在一些问题。点火头(或桥丝)直接与储能电容上的高电压接触，容易造成点火头的误发火，给雷管带来潜在的安全风险。外部没有电压参考电路，当芯片内部电压异常时，没有备用参考电压，降低了雷管在使用中的可靠性。电子雷管的输入管脚通过熔断电阻与芯片管脚相连，致使电子雷管的接口电压值直接由电子雷管芯片以及熔断电阻决定，限制了电子雷管外部的输入电压范围，当外部有较高的交直流电以及静电等时，熔断电阻就会熔断，此时电子雷管就会失效，降低了电子雷管的抗交直流电以及静电等的能力，降低了电子雷管的可靠性，增加了电子雷管的丢炮率。

发明内容

本发明的目的在于提高电子雷管的抗交直流电以及静电能力，提高电子雷管产品的可靠性，提高电子雷管产品的延期时间精度，解决现有电子雷管产品在过电压失效等方面的可靠性问题。

技术方案：

一种电子雷管接口，包括电子雷管芯片17、第一电阻12、第二电阻15、三端口共阴极瞬态过压保护二极管13、稳压管14、二极管16、石英晶体20和桥丝18。电子雷管芯片17的第1端口和第3端口均为总线端口，用于与外部信号进行交互；电子雷管芯片17的第1端口和第3端口通过导线分别与三端口共阴极瞬态过压保护二极管13的两个阳极端口一一对应连接；电子雷管芯片17的第4端口为接地端口；电子雷管芯片17的第5端口和第6端口之间连接桥丝18；第一电阻12的一端接外部信号线，第一电阻12的另一端分别与电子雷管芯片17的第1端口和三端口共阴极瞬态过压保护二极管13的一个阳极端口相连接；第二电阻15的一端与三端口共阴极瞬态过压保护二极管13的阴极端口相连接，第二电阻15的另一端分别与二极管16的阳极端口和稳压管14的阴极端口相连接；二极管16的阴极端口与电子雷管芯片17的第2端口相连接；稳压管14的阳极端口接地；石英晶体20的一个端口与电子雷管芯片17的第7端口相连接，石英晶体20的另一个端口与电子雷管芯片17的第8端口相连接。

第一电阻12阻值在100欧姆以上；三端口共阴极瞬态过压保护二极管13的击穿电压范围在10V到18V之间；第二电阻15的阻值范围在1千欧姆到1兆欧姆之间；稳压管14的稳压值范围在3V到5V之间。桥丝18的阻值大小在1欧姆到10欧姆之间。石英晶体20的频率大小在32KHz到160KHz之间。所述的电子雷管芯片17的型号为中国电子科技集团公司第五十四所生产的ED-A1。

当外部管脚上有较高的交直流电以及静电等时，通过串联电阻12以及三端口共阴极瞬态过压保护二极管13等的作用，将芯片管脚之间的电压值稳定在安全电压上，保证了电子雷管芯片17的管脚不被高电压损伤或损坏。

桥丝18不直接与高压储能部件相连，防止了短路造成桥丝的误点火，短路异常情况下防止了电子雷管的起爆。

电阻15、稳压管14和二极管16构成了电子雷管芯片17外部的电压基准电路，为电子雷管芯片17的管脚2提供了一路电压基准信号。

有益效果：

电阻12串联在电子雷管脚线10和电子雷管芯片17的管脚1之间，其与电子雷管芯片17的内部电路以及三端口共阴极瞬态过压保护二极管13等构成了保护接口结构。当外部直流电、交流电或者静电等通过电子雷管的脚线10和脚线11加到该输入接口时，由于串联电阻的分压作用以及三端口共阴极瞬态过压保护二极管的击穿电压保护作用等，致使电子雷管芯片的管脚1、管脚2以及管脚3之间的电压值在安全范围内，保护了电子雷管芯片不受损伤或损坏，进而提高了电子雷管的可靠性能。

将桥丝18连接在电子雷管芯片功能管脚5和功能管脚6之间。避免了桥丝18与电子雷管中高压储能部分的直接接触，有效防止了桥丝的异常接触导通，避免了电子雷管的异常发火，提高了电子雷管的安全性。

三端口共阴极瞬态过压保护二极管13将脚线10和脚线11的输入电流送入电阻15，从而避免了对脚线10和脚线11正负极性的区分。当内部参考电压出现异常时，电子雷管芯片也能正常工作，从而提高了电子雷管的可靠性。

电子雷管芯片17外接有石英晶体20，在延期计数时，不采用RC振荡器的时钟，而采用石英晶体振荡器的时钟，提高了电子雷管的延期时间精度。。

附图说明

图1为本发明实施方式的电路结构示意图。

具体实施方式

在图1中，本实施方式包括电子雷管芯片17、电阻12、脚线10、脚线11、桥丝18、三端口共阴极瞬态过压保护二极管13、电阻15、稳压管14、二极管16、石英晶体20。电子雷管芯片17完成电子雷管的通信以及执行指令操作等。

桥丝18连接在电子雷管芯片的管脚5和管脚6之间，阻值大小在1欧姆到10欧姆之间。电子雷管芯片管脚1通过电阻12连接在脚线10上，其阻值在100欧姆以上，管脚3直接连接在脚线11上。

桥丝18用于将电能转换为热能，进而引燃点火药剂。当电子雷管芯片17控制点火时，电子雷管芯片17控制管脚5和管脚6连通，使电流通过桥丝18，桥丝18迅速将电能转换为热能，进而使点火药剂爆燃，使电子雷管起爆。

与桥丝18直接相连的电子雷管功能管脚5和管脚6不直接与储能部件相连。当出现桥丝18的一端或两端与地19(管壳地、电路参考地等)短路时，不会造成能量的泄放，不会引起点火药剂爆燃，不会引起电子雷管起爆，从而提高了电子雷管的安全可靠性。

在电子雷管芯片17的输入管脚1和管脚3处串接了三端口共阴极瞬态过压保护二极管13，该三端口共阴极瞬态过压保护二极管13与输入电阻12构成了限压接口。三端口共阴极瞬态过压保护二极管13具有稳定电压、通过大电流的能力。三端口共阴极瞬态过压保护二极管13的击穿电压范围在电子雷管芯片17的工作电压范围内，致使电子雷管芯片管脚之间的电压在安全范围以内，从而提高了电子雷管的抗交直流电以及静电的能力。三端口共阴极瞬态过压保护二极管13将脚线上的电压提供给电阻15，通过稳压管14的稳压作用，经过二极管16将电压送到电子雷管芯片17的管脚2处。二极管16的输入为外部的电压基准，为电子雷管芯片17提供了外部的电压参考信号。

石英晶体20串接在电子雷管芯片管脚7和管脚8之间，为电子雷管芯片延期计数提供频率基准，从而提高了电子雷管的延期精度。

Claims (4)

1.一种电子雷管接口，包括电子雷管芯片(17)、第一电阻(12)、第二电阻(15)、三端口共阴极瞬态过压保护二极管(13)、稳压管(14)、二极管(16)、石英晶体(20)和桥丝(18)，其特征在于：电子雷管芯片(17)的第1端口和第3端口均为总线端口，用于与外部信号进行交互；电子雷管芯片(17)的第1端口和第3端口通过导线分别与三端口共阴极瞬态过压保护二极管(13)的两个阳极端口一一对应连接；电子雷管芯片(17)的第4端口为接地端口；电子雷管芯片(17)的第5端口和第6端口之间连接桥丝(18)；第一电阻(12)的一端接外部信号线，第一电阻(12)的另一端分别与电子雷管芯片(17)的第1端口和三端口共阴极瞬态过压保护二极管(13)的一个阳极端口相连接；第二电阻(15)的一端与三端口共阴极瞬态过压保护二极管(13)的阴极端口相连接，第二电阻(15)的另一端分别与二极管(16)的阳极端口和稳压管(14)的阴极端口相连接；二极管(16)的阴极端口与电子雷管芯片(17)的第2端口相连接；稳压管(14)的阳极端口接地；石英晶体(20)的一个端口与电子雷管芯片(17)的第7端口相连接，石英晶体(20)的另一个端口与电子雷管芯片(17)的第8端口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种电子雷管接口，其特征在于：所述的第一电阻(12)阻值在100欧姆以上；三端口共阴极瞬态过压保护二极管(13)的击穿电压范围在10V到18V之间；第二电阻(15)的阻值范围在1千欧姆到1兆欧姆之间；稳压管(14)的稳压值范围在3V到5V之间。

3.根据权利要求1所述的一种电子雷管接口，其特征在于：所述的桥丝(18)的阻值大小在1欧姆到10欧姆之间。

4.根据权利要求1所述的一种电子雷管接口，其特征在于：所述的石英晶体(20)的频率大小在32KHz到160KHz之间。