CN112327085B - 一种火工品通路的验证方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可连续起爆和阻值可调的火工品等效器，其包括依次串联连接的一火工品+/‑信号通路，一RS触发电路，一LED低端驱动电路和三个LED灯。该火工品+/‑信号通路由串联在火工品+信号和火工品‑信号间的高速数字隔离芯片，一高精度可调电阻和一2KΩ电阻组成。该2KΩ电阻可短接。

Description

一种火工品通路的验证方法

技术领域

本申请涉及一种火工品等效器，具体涉及一种可连续起爆和阻值可调的火工品等效器。

背景技术

在航天器发射任务过程中，器箭分离、太阳电池翼展开、天线展开、转台解锁等关键动作，多采用电起爆火工品装置来实现。

现有技术的解决方法目前主要包括以下几类：

1)传统火工品等效器。

用于验证火工品通路的火工品回路中串联KΩ级电阻或Ω级电阻，当火工品回路中有电流流过时，通过点亮发光二极管的方式验证回路正确性。

2)火工品测试系统。

A.采用了基于PXI技术的硬件平台设计的火工品等效器。主要实现火工品起爆脉冲时序信号的检测、处理、存储和显示，并可通过以太网将数据传递到远程终端进行实时显示。系统由标准商用工控计算机和PXI总线背板、零槽控制器、信号采集与处理模块和数据备份模块，以及电源模块等组成。

B.基于FPGA的智能火工品等效器。待测信号分别从高压信号接头及低压信号接口引入到火工品等效器中，经过预处理电路对其进行整形、滤波、钳位、过流保护及物理隔离后转换为标准电平信号送至信号选择切换电路，嵌入式PC104主机程控选择某一时刻为高压或低压测试状态，以实现脉冲测试采集卡的共用，脉冲测试采集卡负责对脉冲信号高低电平宽度的测试，测试完毕之后将时间数据经PC104总线送至PC104主机实现数据的采集、分析、处理、显示及存储。

C.基于C8051的火工品等效器。根据发火线路等效测试装置的功能需求，发火线路电子等效测试装置由火工品发火测试通路、电源模块、数据采集模块、数据处理模块、显示及报警模块和通信模块几部分组成。其中起爆测试通路由保险丝和固态功率控制器(SSPC)组成，数据处理模块为单片机C8051F020，数据采集模块为霍尔电流传感器AS712和电阻分压电路，显示及报警模块由市面上通用的液晶显示屏、蜂鸣器和指示灯组成，通信模块由采用USB2.0的USB接口电路组成。

目前，卫星领域由于讲究成本，且对火工品的重量、大小和复杂程度均有要求，更多采用相较于火工品测试系统具有成本低、小型化、轻质化、复杂度低等优点的传统型火工品等效器。虽然对于单次起爆或者验证火工品通路的正确性，传统火工品等效器已经能够基本满足要求，但其在使用上仍有缺陷。

具体而言，仍然有以下缺陷：

1)每个火工品通路分别对应一个发光二极管，对于单条指令起爆时，该设计能够满足使用需求。但是目前卫星组合指令起爆时单个火工品通路均为连续两次起爆或三次起爆，中间间隔为1s，因此对于多次起爆时该设计不能满足卫星实际使用要求。即使上述三种火工品测试系统，均是采用每一路只对应一个显示信号，只能通过数据模块所存储数据查询验证，相对复杂。

2)传统火工品等效器在其通路中只串联了某一种电阻，当串联为KΩ级电阻时，该火工品等效器只能验证火工品通路设计的正确性，而对于该通路通过大电流时对星上限流电阻是否有损伤和星上是否具备输出所需瞬态大电流能力等不能进行验证。当串联为Ω级电阻时，该火工品等效器验证了火工品通路设计正确性的同时能够验证通过该通路和限流电阻流过大电流时是否有损伤以及星上是否具备输出所需瞬态大电流能力，但是由于卫星火工品通路中串有限流电阻，该电阻多次通过大电流时容易损坏，因此有次数限制，所以串联为Ω级电阻对于火工品通路多次验证时不能满足应用要求。此外，串联某固定值电阻时，不能以最接近真实卫星回路阻值环境验证火工品通路。

另外，如果采用真实火工品，则危险系数高、测试成本高、破坏力大，属于耗费品。

加之，火工品正常起爆与否直接决定了整个航天器的成败。

为此，本领域迫切需要开发一种在低成本、轻型化、可连续起爆、可满足多种通路阻值需求的火工品等效器具有重要的现实意义。

发明内容

本申请之目的在于提供一种可连续起爆和阻值可调的火工品等效器。

为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。

本申请提供一种可连续起爆和阻值可调的火工品等效器，所述火工品等效器包括依次串联连接的一火工品+/-信号通路，高速数字隔离芯片，一RS触发电路，一LED低端驱动电路和三个LED灯；

其中所述火工品+/-信号通路由在火工品+信号通路、火工品-信号通路一高精度0～5Ω可调电阻和一2KΩ电阻组成。

其中所述2KΩ电阻可短接。

在一种实施方式中，所述火工品等效器起爆时，火工品+/-信号之间有一个22～29V的电压，且所述电压将所述高速数字隔离芯片导通。

在另一种实施方式中，所述高精度可调电阻阻值范围为0～5Ω。

在另一种实施方式中，所述三个LED可以依次点亮，模拟火工品起爆时序中的连续两次或三次起爆。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于解决了以下技术问题：1)现有技术单个火工品通路只有一个发光二极管不能验证连续两次或三次起爆；2)现有技术火工品等效器串联KΩ级电阻时，该通路通过大电流时是否有损伤不能进行验证；当串联Ω级电阻时，多次验证火工品通路时可能造成限流电阻的损坏。此外，串联某固定值电阻时，不能以最接近真实卫星回路阻值环境验证火工品通路。换言之，本申请的有益效果在于提供了一种能够验证连续两次或三次起爆的火工品等效器，其可根据情况调整是否串入2KΩ电阻，不易造成限流电阻的损坏或短接2KΩ电阻能以最接近真实卫星回路阻值环境验证火工品通路通过大电流时是否有损伤以及系统是否具备输出所需瞬态大电流能力；3)能够验证连续两次或三次起爆，弥补以往只能验证单次起爆的不足。

附图说明

图1是本申请的火工品等效器的原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。

如图1所示，火工品信号通过航天用电连接器(Y2-19ZJL)输入。

当火工品起爆时，火工品+/-信号之间有一个22～29V的电压，该电压可以直接将高速光耦隔离芯片导通，导通电流不大于10mA，这样保证了卫星火工品信号与后续电路是隔离的。

当起爆促使高速隔离光耦导通后，信号通过数字驱动组合逻辑驱动LED，使LED点亮发光。由于采用了CD4043B RS锁存触发芯片，该芯片含有4路RS触发器，且该芯片为四交叉耦合三态COS/MOS或非锁存器，具有独立的Q输出端和单独的置位ˉS和复位ˉR输入端，所以即使起爆后当高速光耦不再导通，LED灯也不会熄灭，只有测试人员触动复位电路，才会将LED熄灭。所以单个火工品通路后端设置3个LED灯，可以满足连续两次或者三次起爆需求。

火工品信号通路中将传统的某种固定电阻设计为0～5Ω高精度可调电阻和2KΩ电阻串联的形式，当只需要验证火工品通路的正确性时将2KΩ电阻接入回路中(此时高精度可调电阻值可为0～5Ω任意值)，只要对应指示灯亮即可验证火工品通路的正确性。当需要验证火工品通路和限流电阻流过大电流时是否有损伤，以及星上是否具备输出所需瞬态大电流能力时，可以根据卫星整个通路电阻值，将可调电阻阻值设置为最接近卫星实际回路阻值大小，由于卫星整个回路阻值一般在5Ω左右，此时A/B两端用端子将进行短接2KΩ电阻，使得整个回路阻值除限流电阻外根据火工品通路实际阻值在0～5Ω之间可调，调节至等效器起爆时回路阻值与火工品实际起爆时回路阻值最为接近，以最接近真实卫星回路阻值环境验证火工品通路，以此验证大电流对于限流电阻和火工品通路的损伤以及卫星输出所需瞬态大电流能力。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (4)

1.一种火工品通路的验证方法，其特征在于，包括步骤：

在火工品+信号和火工品-信号间串联一个2KΩ电阻、一个高精度可调电阻以及高速数字隔离芯片，形成火工品+/-信号通路；

将所述火工品+/-信号通路与RS触发电路及LED低端驱动电路、三个LED灯依次串联，其中所述三个LED灯被配置为模拟火工品起爆时序中的连续两次或三次起爆；

根据需求调节火工品信号通路的阻值：

若验证火工品通路正确性，则调整所述高精度可调电阻的阻值可为其阻值范围内的任意值；以及

若验证验证火工品通路和限流电阻流过大电流时是否有损伤，则将所述2KΩ电阻短接，然后将所述高精度可调电阻的阻值调整为卫星实际回路阻值；

点亮LED灯，模拟火工品起爆，并检查LED灯点亮后所述火工品通路的状况。

2.如权利要求1所述的验证方法，其特征在于，当点亮LED灯时，火工品+/-信号之间有一个22～29V的电压，且所述电压将所述高速数字隔离芯片导通。

3.如权利要求1所述的验证方法，其特征在于，所述高精度可调电阻阻值范围为0～5Ω。

4.如权利要求1所述的验证方法，其特征在于，火工品信号通过航天用电连接器输入。