CN111076629B - 一种放电控制电路以及电子雷管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放电控制电路以及电子雷管，涉及电子雷管技术领域，用于控制电子雷管的放电电路，放电控制电路包括第一控制芯片、第二控制芯片、第一开关元件、第二开关元件以及上拉电阻，第一开关元件的连接第一控制芯片、电源和第二开关元件，第二开关元件连接第二控制芯片、地，和第一开关元件；放电控制电路具有锁止状态和放电状态，在锁止状态下，第一控制芯片控制第一开关元件关断，第二控制芯片控制第二开关元件导通，放电电路断开，放电控制电路由锁止状态转变为放电状态，第一控制芯片控制第一开关元件导通，第二控制芯片控制第二开关元件关断，以闭合放电电路。本发明可抵抗外部环境产生的干扰，避免误触发早爆风险。

Description

一种放电控制电路以及电子雷管

【技术领域】

本发明涉及电子雷管技术领域，具体涉及一种放电控制电路以及电子雷管。

【背景技术】

随着电子雷管技术的不断发展与完善，其技术优越性在全球爆破界得到了越来越广泛的认可。电子雷管的主要工作原理是通过通信总线对其内部储能电容进行充电，充满电后，接收电子雷管起爆器的起爆控制指令控制内部放电开关对点火桥丝进行瞬时放电，最后点燃起爆药实现起爆功能。现有技术都是通过电子雷管内部控制芯片驱动一个控制开关(如MOS管)给储能电容放电，多使用单路控制电路，没有多重冗余设计。但是，在实际爆破作业环境中，特别是在外部干扰复杂的环境中，存在一定的误触发早爆风险，给现场操作人员带来极大的人员生命财产安全风险，迫切需要一种更可靠的解决方案。

【发明内容】

为解决前述问题，本发明提供了一种放电控制电路，可抵抗外部环境产生的干扰，避免误触发早爆风险。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种放电控制电路，用于控制电子雷管的放电电路，所述放电控制电路包括第一控制芯片、第二控制芯片、第一开关元件、第二开关元件以及上拉电阻，所述第一开关元件具有三个连接端，其中一个连接端连接第一控制芯片，一个连接端连接电源，一个连接端通过所述上拉电阻连接所述第二开关元件，所述第二开关元件包括三个具有三个连接端，其中一个连接端连接第二控制芯片，一个连接端接地，一个连接端通过所述上拉电阻连接所述第一开关元件；

所述放电控制电路具有锁止状态和放电状态，在所述锁止状态下，所述第一控制芯片控制所述第一开关元件关断，所述第二控制芯片控制第二开关元件导通，以断开所述放电电路，当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，所述第一控制芯片控制所述第一开关元件导通，所述第二控制芯片控制第二开关元件关断，以闭合所述放电电路。

可选的，所述第一开关元件为P型MOS管，所述P型MOS管的栅极连接所述第一控制芯片，漏极连接电源，源极通过所述上拉电阻连接所述第二开关元件。

可选的，所述第二开关元件为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极连接所述第二控制芯片，源极接地，漏极通过所述上拉电阻连接所述第一开关元件。

可选的，所述第一开关元件为PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极连接所述第一控制芯片，集电极连接电源，发射极通过所述上拉电阻连接所述第二开关元件。

可选的，所述第二开关元件为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极连接所述第二控制芯片，发射极接地，集电极通过所述上拉电阻连接所述第一开关元件。

可选的，所述第一控制芯片包括第一输出端和若干第一输入端，所述第一输出端连接所述第一开关元件，在所述锁止状态下，若干第一输入端输入低电平和/或高电平，所述第一输出端输出高电平，使所述第一开关元件关断；当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，若干所述第一输入端均输入高电平，所述第一输出端输出低电平，以使所述第一开关元件导通。

可选的，所述第二控制芯片包括第二输出端和第二输入端，所述第二输出端连接所述第二开关元件，在所述锁止状态下，所述第二输入端输入低电平，第二输出端输出高电平，以使所述第二开关元件导通，当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，所述第二输入端输入高电平，所述第二输出端输出低电平，以使所述第二开关元件关断。

可选的，所述放电电路包括第三开关元件，所述第三开关元件包括控制端，所述控制端连接所述上拉电阻和第二开关元件之间，在所述锁止状态下，所述放电控制电路通过所述控制端使所述第三开关元件关断，以断开所述放电电路，当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，所述放电控制电路通过所述控制端使所述第三开关元件导通，以闭合所述放电电路。

可选的，所述第三开关元件为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为所述控制端；或所述第三开关元件为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述控制端。

本发明具有如下有益效果：

本发明所提供的放电控制电路，在现有电子雷管放电处理机制上，从硬件上加强对内部储能电容放电开关的管控，在放电开关控制端增加了双重用于抵抗干扰信号的保护电路，需要同时满足两重保护电路的既定输入信号条件方能正常执行放电操作。即使有外部干扰信号输入，由于硬件方式强制锁定了控制信号，在没有收到有效的解锁指令之前，依然不能达到开关开启条件，进而无法对储能电容进行放电操作，因此有效地保证了电子雷管的工作稳定性，能更好地保证爆破作业人员的生命财产安全，也更加体现了电子雷管的安全和可靠性，有效杜绝作业过程中的早爆问题。

此外，本发明还提供了一种电子雷管，所述电子雷管包括上述任意一项所述的放电控制电路。本发明所提供的电子雷管的有益效果与前述放电控制电路的有益效果推理过程相似，在此不再赘述。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

【附图说明】

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一的主视图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例：

如图1，本实施例提供了一种放电控制电路，用于控制电子雷管的放电电路，包括第一控制芯片U1、第二控制芯片U2、第一开关元件、第二开关元件以及上拉电阻R1，其中，第一开关元件为P型MOS管Q1，第二开关元件为N型MOS管Q2。第一开关元件具有三个连接端，其中一个连接端连接第一控制芯片U1，一个连接端连接电源VCC，一个连接端通过上拉电阻R1连接第二开关元件，具体到本实施例中为P型MOS管Q1的栅极连接第一控制芯片U1，漏极连接电源，源极通过上拉电阻R1连接第二开关元件；第二开关元件包括三个具有三个连接端，其中一个连接端连接第二控制芯片U2，一个连接端接地，一个连接端连接第一开关元件，具体到本实施例中为N型MOS管Q2的栅极连接第二控制芯片U2，源极接地，漏极通过上拉电阻R1连接P型MOS管Q1的源极。

第一控制芯片U1包括输入端IN1_C、输入端IN2_D、输入端IN3_T和输出端OUT1，输出端OUT1连接P型MOS管Q1的栅极；第二控制芯片U2包括输入端IN4_LOCK和输出端OUT2，输出端OUT2连接N型MOS管Q2的栅极。

放电电路包括储能电容C1、点火桥丝S1和第三开关元件，第三开关元件可以为N型MOS管Q3或NPN型三极管，在此不作限定。第三开关元件包括控制端，控制端连接上拉电阻R1和第二开关元件之间，当第三开关元件为N型MOS管Q3时，N型MOS管Q3的栅极为控制端；当第三开关元件为NPN型三极管时，NPN型三极管的基极为控制端。本实施例中，控制端连接具体链接上拉电阻R1和N型MOS管Q2的漏极之间。储能电容C1的正极接地，负极串联点火桥丝S1，点火桥丝S1串联N型MOS管Q3的漏极，N型MOS管Q3的源极接地。

在实际应用场景中，定义输入端IN1_C为充电状态，输入端IN2_D为密码状态，输入端IN3_T为定时起爆控制信号，输入端IN4_LOCK为起爆锁定开关。放电控制电路具有锁止状态和放电状态，在锁止状态下，第一控制芯片U1的输入端IN1_C、输入端IN2_D、输入端IN3_T和第二控制芯片U2的输入端IN4_LOCK均为低电平，也可以根据实际使用需求定义在锁止状态下，第一控制芯片U1的输入端IN1_C、输入端IN2_D、输入端IN3_T中的某几个输入端为高电平，其他输入端为低电平，在此不作限定。第一控制芯片U1的输出端OUT1输出高电平，使作为第一开关元件的P型MOS管Q1关断；第二控制芯片U2的输出端OUT2输出高电平，使作为第二开关元件的N型MOS管Q2导通，因此，在上拉电阻R1和N型MOS管Q2的漏极之间处于低电平，使得作为第三开关元件的N型MOS管Q3关断，以断开放电电路。

作为第三开关元件的N型MOS管Q3闭合条件是P型MOS管Q1导通和N型MOS管Q2关断，必须同时满足这两个条件，也就是双重放电开关保护机制，放电电路方能由锁止状态转变为放电状态正常放电。当放电控制电路由锁止状态转变为放电状态，第一控制芯片U1的输入端IN1_C、输入端IN2_D、输入端IN3_T和第二控制芯片U2的输入端IN4_LOCK均输入高电平，第一控制芯片U1的输出端OUT1输出低电平，使作为第一开关元件的P型MOS管Q1导通，第二控制芯片U2的输出端OUT2输出地电平，使作为第二开关元件的N型MOS管Q2关断，因此，N型MOS管Q2的漏极电平由上拉电阻R1上拉至高电平，使得作为第三开关元件的N型MOS管Q3导通，以闭合放电电路。电流由储能电容C1正极依次经过点火桥丝S1、N型MOS管Q3回到储能电容C1负极，由点火桥丝S1转化成热能点燃引爆药。

正常执行起爆操作时，如果输入端IN1_C和输入段IN2_D状态为1，收到起爆指令时，先解锁输入端IN4_LOCK信号，设置其为高电平，将输入端IN3_T也设置为高电平，此时电路满足放电状态的执行条件，N型MOS管Q3导通，放电起爆；在下达起爆指令之前，输入端IN4_LOCK锁定低电平，N型MOS管Q3输入端强制保持低电平，即使在存在外部干扰信号的情况下，由于没有同时满足双重放电开关保护机制，因此放电电路依然无法放电，有效地隔离了由于外部异常干扰导致意外放电的问题。

本实施例所提供的放电控制电路，在现有电子雷管放电处理机制上，从硬件上加强对内部储能电容放电开关的管控，在放电开关控制端增加了双重用于抵抗干扰信号的保护电路，需要同时满足两重保护电路的既定输入信号条件方能正常执行放电操作。即使有外部干扰信号输入，由于硬件方式强制锁定了控制信号，在没有收到有效的解锁指令之前，依然不能达到开关开启条件，进而无法对储能电容C1进行放电操作，因此有效地保证了电子雷管的工作稳定性，能更好地保证爆破作业人员的生命财产安全，也更加体现了电子雷管的安全和可靠性，有效杜绝作业过程中的早爆问题。

实施例二

本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，第一开关元件为PNP型三极管，PNP型三极管的基极连接第一控制芯片，集电极连接电源，发射极通过上拉电阻R1连接第二开关元件。

实施例三

本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，第二开关元件为NPN型三极管，NPN型三极管的基极连接第二控制芯片，发射极接地，集电极通过上拉电阻RI连接第一开关元件。

实施例四

本实施例提供一种电子雷管，包括实施例一至实施例四中任意一项所述的放电控制电路。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种放电控制电路，用于控制电子雷管的放电电路，其特征在于：所述放电控制电路包括第一控制芯片、第二控制芯片、第一开关元件、第二开关元件以及上拉电阻，所述第一开关元件具有三个连接端，其中一个连接端连接第一控制芯片，一个连接端连接电源，一个连接端通过所述上拉电阻连接所述第二开关元件，所述第二开关元件包括三个具有三个连接端，其中一个连接端连接第二控制芯片，一个连接端接地，一个连接端通过所述上拉电阻连接所述第一开关元件；

所述放电控制电路具有锁止状态和放电状态，在所述锁止状态下，所述第一控制芯片控制所述第一开关元件关断，所述第二控制芯片控制第二开关元件导通，以断开所述放电电路，当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，所述第一控制芯片控制所述第一开关元件导通，所述第二控制芯片控制第二开关元件关断，以闭合所述放电电路。

2.根据权利要求1所述的放电控制电路，其特征在于：所述第一开关元件为P型MOS管，所述P型MOS管的栅极连接所述第一控制芯片，漏极连接电源，源极通过所述上拉电阻连接所述第二开关元件。

3.根据权利要求1所述的放电控制电路，其特征在于：所述第二开关元件为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极连接所述第二控制芯片，源极接地，漏极通过所述上拉电阻连接所述第一开关元件。

4.根据权利要求1所述的放电控制电路，其特征在于：所述第一开关元件为PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极连接所述第一控制芯片，集电极连接电源，发射极通过所述上拉电阻连接所述第二开关元件。

5.根据权利要求1所述的放电控制电路，其特征在于：所述第二开关元件为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极连接所述第二控制芯片，发射极接地，集电极通过所述上拉电阻连接所述第一开关元件。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的放电控制电路，其特征在于：所述第一控制芯片包括第一输出端和若干第一输入端，所述第一输出端连接所述第一开关元件，在所述锁止状态下，所有第一输入端均输入低电平，或若干第一输入端输入高电平，其它输入端输入低电平，所述第一输出端输出高电平，使所述第一开关元件关断；当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，若干所述第一输入端均输入高电平，所述第一输出端输出低电平，以使所述第一开关元件导通。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的放电控制电路，其特征在于：所述第二控制芯片包括第二输出端和第二输入端，所述第二输出端连接所述第二开关元件，在所述锁止状态下，所述第二输入端输入低电平，第二输出端输出高电平，以使所述第二开关元件导通，当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，所述第二输入端输入高电平，所述第二输出端输出低电平，以使所述第二开关元件关断。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的放电控制电路，其特征在于：所述放电电路包括第三开关元件，所述第三开关元件包括控制端，所述控制端连接所述上拉电阻和第二开关元件之间，在所述锁止状态下，所述放电控制电路通过所述控制端使所述第三开关元件关断，以断开所述放电电路，当所述放电控制电路由所述锁止状态转变为所述放电状态，所述放电控制电路通过所述控制端使所述第三开关元件导通，以闭合所述放电电路。

9.根据权利要求8所述的放电控制电路，其特征在于：所述第三开关元件为N型MOS管，所述N型MOS管的栅极为所述控制端；或所述第三开关元件为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述控制端。

10.一种电子雷管，其特征在于，所述电子雷管包括权利要求1至9中任意一项所述的放电控制电路。

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