CN107643816B - 一种反逻辑负端控制复位封锁联动电路及复位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反逻辑负端控制复位封锁联动电路及复位控制方法，复位封锁联动电路包括封锁模块、复位模块和与非模块；当复位信号存在时，所述复位模块输出高电平信号，当复位信号不存在时，所述复位模块输出低电平信号；当封锁信号存在时，所述封锁模块输出高电平信号，当封锁信号不存在时，所述封锁模块输出低电平信号；复位模块与封锁模块的输出信号连接与非模块，与非模块输出单机复位信号。本发明仅在封锁电路接通情况下产品才可实现复位功能，火箭起飞后箭地供电通路断开，封锁电路不工作，进而保证飞行过程中复位电路无法工作。可以避免因潜通路问题导致的其它信号沿负母线及光耦接口串入封锁电路控制端导致封锁电路失效。

Description

一种反逻辑负端控制复位封锁联动电路及复位控制方法

技术领域

本发明涉及一种反逻辑负端控制复位封锁联动电路及复位控制方法，属于运载火箭控制领域。

背景技术

目前，工业及军用电子产品领域均应用了复位封锁电路。复位电路主要是在产品调试过程中对芯片内部进行复位的功能电路。封锁电路主要功能是让仪器设备禁止复位功能，避免在产品在工作中意外复位导致产品功能失效或工作终止。其通常做法是给封锁电路单独加电，让封锁电路长时间工作而复位电路无法工作，进而达到避免单机在工作过程中意外复位的目的。但此设计方法在运载火箭领域里并不适用，主要原因如下：

由于火箭飞行过程较为复杂，飞行过程中会遇到各种意外工况。尤其是火箭起飞、级间分离时尤为严重，而且箭上供电系统为负端彼此连通，按照传统设计方法，此时电子产品可能会受到潜通路或供电瞬断的影响导致封锁电路实效，进而增加设备受到干扰导致意外复位情况的发生。

如何提供一种可靠的复位封锁电路保证可靠复位，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反逻辑负端控制复位封锁联动电路及复位控制方法，避免火箭飞行过程中出现的各种意外工况导致封锁电路失效，保证火箭飞行过程中单机产品不会因各种意外工况导致单机复位。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种负端控制复位封锁联动电路，包括封锁模块、复位模块和与非模块；

所述复位模块，当复位信号存在时，输出高电平信号，当复位信号不存在时，输出低电平信号；

所述封锁模块，当封锁信号存在时，输出高电平信号，当封锁信号不存在时，输出低电平信号；

所述复位模块与所述封锁模块的输出信号连接与非模块，与非模块输出复位信号。

同时提供一种火箭用反逻辑负端控制复位封锁联动电路，封锁模块、复位模块和与非模块；

所述复位模块，在复位信号的控制下选择性地连接到电源正端，当复位信号存在时，所述复位模块输出高电平信号，当复位信号不存在时，所述复位模块输出低电平信号；

所述封锁模块，在复位信号的控制下选择性地连接到电源负端，当封锁信号存在时，所述封锁模块输出高电平信号，当封锁信号不存在时，所述封锁模块输出低电平信号；

所述复位模块与所述封锁模块的输出信号连接与非模块，与非模块输出单机复位信号。

提供一种利用所述的复位封锁联动电路进行火箭复位控制的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)火箭上电后，提供封锁信号，单机内部自动发出上电复位信号，实现单机复位；

(2)火箭测试过程中，当输出复位指令时，复位封锁联动电路输出复位信号至一级和二级电路中的单机，实现单机复位；

(3)火箭起飞后，地面供电断开，箭上供电开启，所述封锁模块不连接电源，输出为高电平，无法输出复位信号。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明仅在封锁电路接通情况下产品才可实现复位功能，因此火箭起飞后箭地供电通路断开，可靠保证了封锁电路不工作，进而保证飞行过程中复位电路无法工作。

(2)本发明复位电路为正端控制，封锁电路为负端控制，可以避免因潜通路问题导致的其它信号沿负母线及光耦接口串入封锁电路控制端导致封锁电路失效。

(3)本发明的应用范围广，除火箭上应用外，其他需要保证复位可靠性的场合也可应用。

附图说明

图1为本发明复位封锁联动电路的电路图。

具体实施方式

本发明火箭飞行系统单机组成如下：

电缆TB左侧为地面、右侧为箭上部分，分离连接器1F3和1F11上部为箭体二级部分，下部为箭体一级部分。火箭起飞过程中电缆TB断开，在飞行过程中一二级分离时，连接器1F3、1F11断开。

在地面初始状态默认“封锁”信号开关K1闭合，“封锁”信号供电默认接通。火箭单机84G、87G的“封锁”信号为输入负端-M1控制，信号通过常闭开关K1经电缆TB的2点后一路进入单机84G的2点，一路通过电缆1F11的1点进入二级单机87G的2点。“封锁”信号正端接+M1，其供电经TB的1点后一路进入84G的1点，一路通过电缆经1F3的2点进入87G的1点。

“复位”信号为输入正端+M1控制，地面按“复位”按钮，开关K2闭合，“复位”信号通过开关K2经TB的3点后一路进入单机84G的3点，一路通过电缆经1F3的3点进入二级单机87G的3点。“复位”信号负端接-M1，其供电经TB的4点后一路进入84G的4点，一路通过电缆经1F11的5点进入87G的4点。

“转电”信号为输入正端+M1控制，地面按“转电”按钮，开关K3自锁常闭合，“转电”信号通过开关K3经TB的5点后进入单机84G的5点，同时，通过电缆经1F3的4点接箭上+B1。“复位”信号负端接-M1，其供电经TB的6点后一路进入84G的6点，一路通过电缆经1F11的5点进入87G的4点，同时与箭上-B1连接。

+M1、-M1为地面电源供电，其电压为28V，+B1、-B1为箭上电池供电，地面“转电”前由地面+M1、-M1供电，“转电”后由箭上+B1、-B1供电。

28V“封锁”信号和“复位”信号、“转电”信号经光耦滤波电路进入光耦后变为5V信号。经过逻辑门电路组合后输出至单机内部芯片复位端口。

负端控制复位封锁联动电路包括封锁模块、复位模块和与非模块，复位模块，在复位信号的控制下选择性地连接到电源正端，当复位信号存在时，所述复位模块输出高电平信号，当复位信号不存在时，所述复位模块输出低电平信号。封锁模块，在复位信号的控制下选择性地连接到电源负端，当封锁信号存在时，所述封锁模块输出高电平信号，当封锁信号不存在时，所述封锁模块输出低电平信号。复位模块与封锁模块的输出信号连接与非模块，与非模块输出单机复位信号。

各单机内部逻辑电路设计一致，仅以84G内部逻辑电路设计为例进行说明。

逻辑电路包括第一非门U11、第二非门U12，或门U13、与非门U14。第一非门U11输入端接“封锁”光耦输出端，U11输出端接与非门U14第一输入端。第二非门U12输入端接“复位”光耦输出端，U12输出端接或门U13第一输入端，或门U13第二输入端接上电复位端口。或门U13输出端接与非门U14第二输入端。与非门U14输出端接芯片复位端口。

“封锁”信号反逻辑设计如下：“封锁”信号开关K1初始状态为常闭状态，系统上电时，“封锁”信号带电，单机内部允许实现复位功能。当进入发射状态时，地面按下“封锁”信号按钮，开关K1断开，“封锁”信号掉电，单机内部无法实现复位功能。当火箭起飞时，箭地脱拔电缆TB插头分离断开，“封锁”信号掉电，从物理上隔绝K1开关失效导致封锁失效的问题，保证火箭飞行过程中复位功能的屏蔽处理。

“封锁”信号、“复位”信号联动接口设计如下：

(1)当“封锁”信号、“复位”信号控制端开关K1、K2都闭合时，复位功能有效，具体实现如下：

28V“封锁”信号经光耦后为低电平信号，通过第一非门U11后电平翻转为高电平信号。28V“复位”信号经光耦后为低电平信号，通过第二非门U12后电平翻转为高电平信号，再与单机自身输出的上电复位信号共同经过或门U13后依然为高电平信号，与U11输出的高电平信号共同进入与非门U14，通过与非门U14后，信号变为低电平信号，即REST信号低电平有效，单机内部芯片实现了复位功能。

(2)当“封锁”信号控制开关K1断开，无论“复位”信号控制端开关K2是否闭合，复位功能都将失效，实现了封锁功能，具体实现如下：

“封锁”信号控制开关K1断开，封锁信号光耦输出为高电平信号，经过第一非门U11后翻转为低电平信号。由于U14与非门的特性为“输入有低电平，输出必为高电平”，因此无论“复位”信号是高电平还是低电平，RESET信号始终是高电平，无法驱动单机内部芯片进行复位。

火箭起飞时，电缆TB断开，K1断开、K2断开，其87G、84G“复位”信号消失，但“转电”信号由于K3开关为自锁常闭，箭上+B1持续通过K3开关项单机84G发送转电信号。当一、二级分离时，若1F11先断开而1F3还未断开时则会存在如图1中虚线箭头所示的潜通路。84G的转电信号通过光耦外围电路进入84G复位信号光耦外围电路，经1F3后进入87G“复位”信号正端，直接触发二级单机87G复位，即一级单机84G的“转电”信号在分离时触发二级单机87G的“复位”信号。由于“封锁”信号采用负端逻辑控制模式，其“转电”信号无法进入二级单机87G的“封锁”通路。考虑到各单机实际“复位”操作是由“封锁”信号、“复位”信号同时加电后方可实现，因此火箭飞行中的潜通路即使触发了二级单机87G“复位”，但缺少“封锁”信号，87G不会误复位，保证了火箭飞行安全。

已在火箭上进行良好应用，该电路经过多次大型试验考核，并未出现单机意外复位情况，极大地提高火箭飞行过程中的可靠性与稳定性。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种负端控制复位封锁联动电路，其特征在于包括，封锁模块、复位模块和与非模块(U14)；

所述复位模块，在复位信号的控制下选择性地连接到电源正端，当复位信号存在时，所述复位模块输出高电平信号，当复位信号不存在时，所述复位模块输出低电平信号；

所述封锁模块，在复位信号的控制下选择性地连接到电源负端，当封锁信号存在时，所述封锁模块输出高电平信号，当封锁信号不存在时，所述封锁模块输出低电平信号；

所述复位模块与所述封锁模块的输出信号连接与非模块(U14)，与非模块(U14)输出单机复位信号。

2.如权利要求1所述的负端控制复位封锁联动电路，所述复位模块，包括限流电阻、滤波电路、隔离模块和非门(U12)，限流电阻与隔离模块的输入端串联连接在电源的正负端之间，电源的正端在复位信号存在时提供电源，滤波电路并联在隔离模块的输入端，隔离模块的输出信号经非门(U12)反向后输出至与非模块(U14)。

3.如权利要求2所述的负端控制复位封锁联动电路，所述复位模块，还包括稳压电路，并联在隔离模块的输入端。

4.如权利要求1所述的负端控制复位封锁联动电路，所述封锁模块，包括限流电阻、滤波电路、隔离模块和非门(U11)，限流电阻与隔离模块的输入端串联连接在电源的正负端之间，电源的负端在封锁信号存在时提供电源，滤波电路并联在隔离模块的输入端，隔离模块的输出信号经非门(U11)反向后输出至与非模块(U14)。

5.如权利要求4所述的负端控制复位封锁联动电路，所述封锁模块，还包括稳压电路，并联在隔离模块的输入端。

6.如权利要求2所述的负端控制复位封锁联动电路，所述复位模块，还包括或门(U13)，非门(U12)反向后输出或门(U13)，与单机自身输出上电复位信号进行或运算后，输出至与非模块(U14)。

7.如权利要求6所述的负端控制复位封锁联动电路，复位封锁联动电路设置为火箭的箭体一级和二级电路中的单机提供复位信号。

8.如权利要求7所述的复位封锁联动电路，当火箭起飞后，地面供电断开，箭上供电开启，所述封锁模块不连接电源，输出为高电平。

9.一种利用权利要求8所述的复位封锁联动电路进行火箭复位控制的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)火箭上电后，提供封锁信号，单机内部自动发出上电复位信号，实现单机复位；

(2)火箭测试过程中，当输出复位指令时，复位封锁联动电路输出复位信号至一级和二级电路中的单机，实现单机复位；

(3)火箭起飞后，地面供电(M1)断开，箭上供电(B1)开启，所述封锁模块不连接电源，输出为高电平，无法输出复位信号。