CN114111472B - 一种延时点火引信电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种延时点火引信电路，包括点火头、点火头供电回路、充电单元和回路控制单元；点火头供电回路中设有充放电电容C1以及控制供电回路通断的点火控制开关V1；充电单元包括能够向充放电电容C1充电的直流电源VCC；回路控制单元包括第一可控开关、第一控制输入支路和第二控制输入支路；第一可控开关的输出端连接点火控制开关的控制端；第一控制输入支路用于接收第一控制信号，第二控制输入支路用于接收第二控制信号以及电源状态信号，控制第一可控开关的导通或关断，从而控制点火控制开关的导通或关断，使得直流电源VCC掉电、充放电电容C1放电时，点火头获得放电电流并点火。本发明能够避免误点火，提高点火可靠性和操作便利性。

Description

一种延时点火引信电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是一种延时点火引信电路。

背景技术

延时点火电路一般有两个工作阶段，第一个工作阶段：上电后，给控制电路和点火头的充电电容充电；第二个工作阶段：掉电后，延时点火电路用充电电容存储的能量完成延时点火的操作。其中，如何保证点火头在延时点火电路工作时不被误点火，造成安全事故是一个关键的设计因素。目前的延时点火引信电路都使用机械式防护，即，使用安全插销保证点火头不被误点火，而在正式点火前要操作人员拔掉安全插销才能正常使用，点火操作较为繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种延时点火引信电路，能够在电源上电及其它非点火阶段避免误点火，并提高点火可靠性和操作便利性。

本发明采用的技术方案为：一种延时点火引信电路，包括点火头、点火头供电回路、充电单元和回路控制单元；

所述点火头供电回路用于为点火头提供点火电流，点火头供电回路中设有能够向点火头供电回路放电的充放电电容C1，以及能够导通或切断点火头供电回路的点火控制开关V1；

所述充电单元包括能够向充放电电容C1充电的直流电源VCC；

所述回路控制单元包括第一可控开关、第一控制输入支路和第二控制输入支路；第一可控开关的输出端连接所述点火控制开关的控制端；第一控制输入支路用于接收第一控制信号，第二控制输入支路用于接收第二控制信号以及电源状态信号；第一控制输入支路和第二控制输入支路根据第一控制信号、第二控制信号以及电源状态信号，控制第一可控开关的导通或关断，从而控制点火控制开关V1的导通或关断，使得直流电源VCC掉电、充放电电容C1放电时，点火头获得放电电流并点火。

可选的，所述回路控制单元中，第一控制输入支路的输入端接收第一控制信号，输出端连接第一可控开关的控制端；第二控制输入支路包括第二控制信号输入端、电源信号输入端和第二可控开关，第二控制输入支路接收第二控制信号和电源信号后分别经回路电阻传输至第二可控开关的控制端，第二可控开关连接在第一控制输入支路的输出端与接地端之间，使得第二可控开关导通时，第一控制输入支路的输出端输出低电平至第一可控开关的控制端。

可选的，第一可控开关和第二可控开关采用三极管，第一可控开关和第二可控开关的基极为控制端；

第一控制输入支路的输入端经回路电阻R4连接至第一可控开关的基极；第二可控开关的发射极接地，集电极连接在第一控制输入支路的输出端与第一可控开关的基极之间；

第二控制输入支路的第二控制信号输入端和电源信号输入端分别经回路电阻后连接至第二可控开关的基极。

以上方案可以实现，当电源上电时，第二可控开关始终导通，第一控制输入支路的输出端电平被下拉至地，则不论第一控制输入支路接收的第一控制信号电平高低，第一可控开关均为开断状态，则点火控制开关无法导通，点火头无法在回路中得电点火。

可选的，所述第一可控开关的控制端上串接有反向截至二极管D2，D2的负极端连接第一可控开关的控制端。D2的单向导电压降能够提高控制信号对第一可控开关进行导通控制的导通电压条件，使得第一可控开关的导通控制能够更好的避免由于控制信号来源的CPU引脚信号波动导致的误点火，提高控制可靠性。

可选的，所述第一可控开关采用三极管，第一可控开关的基极为其控制端，发射极接地，集电极连接点火控制开关的控制端；第一可控开关的集电极还连接充放电电容的正极端，使得第一可控开关导通时，充放电电容能够经第一可控开关形成放电回路，同时，第一可控开关的集电极电压能够为点火控制开关提供导通条件。

可选的，所述点火控制开关采用PMOS管，第一可控开关的集电极经电阻R2和R3后连接至充放电电容的正极端，点火控制开关的栅极连接在电阻R2与R3之间。

可选的，充电单元的电源输入端接入直流电源VCC，经回路电阻R1后连接至充放电电容的正极端。

可选的，回路电阻R1与充放电电容的正极端之间还连接有反向截至二极管D1，D1的负极端连接充放电电容的正极端。D1的设置可使得VCC掉电后，充放电电容放电时不会向充电单元电路放电，从而尽可能的将放电能量用于点火头的点火，减少能量消耗。

有益效果

本发明利用多个半导体开关的组合，实现点火电源与控制信号之间的互锁关系，以及实现电源掉电后通过电容放电对点火头进行点火，无需保险插销的介入，因此便利性得到提高。同时电源信号与多个控制信号相互制约并共同决定点火头的点火触发，能够在电源上电及其它非点火阶段避免误点火，大大提高延时点火电路的可靠性。

附图说明

图1所示为本发明延时点火引信电路的一种实施例电路原理示意图；

图1中，1-回路控制单元，11-第一控制输入支路，12-第二控制输入支路，2-点火头供电回路，3-充电单元。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

参考图1，本发明的延时点火引信电路，包括点火头、点火头供电回路2、充电单元3和回路控制单元1；

点火头供电回路2用于为点火头提供点火电流，点火头供电回路中设有能够向点火头供电回路放电的充放电电容C1，以及能够导通或切断点火头供电回路的点火控制开关V1；

充电单元可接入能够向充放电电容C1充电的直流电源VCC；

回路控制单元包括第一可控开关Q1、第一控制输入支路和第二控制输入支路；第一可控开关Q1的输出端连接点火控制开关V1的控制端；第一控制输入支路用于接收第一控制信号，第二控制输入支路用于接收第二控制信号以及电源VCC状态信号；第一控制输入支路和第二控制输入支路根据第一控制信号、第二控制信号以及电源状态信号，控制第一可控开关Q1的导通或关断，从而控制点火控制开关V1的导通或关断，使得直流电源VCC掉电、充放电电容C1放电时，点火头获得放电电流并点火。

实施例1

本实施例具体介绍一种延时点火引信电路，如图1所示。

本实施例中，第一可控开关和第二可控开关采用三极管，点火控制开关采用PMOS管，当然，三者也可采用其他可控开关形式。

图1中，点火头接口P1可连接火工品，火工品为易爆品，一般要求在非点火时施加的电流小于20mA。为了实现点火的可靠控制，本实施例的核心为通过多种手段实现对点火控制条件的强力约束，具体如下。

首先本实施例在回路控制单元中引入为电容充电的VCC电源。回路控制单元1中，第一控制输入支路11的输入端接收第一控制信号IO1，输出端连接第一可控开关Q1的基极；第二控制输入支路12包括用于接收第二控制信号IO2的第二控制信号输入端，以及接入电源VCC的电源信号输入端和第二可控开关Q2；第二控制输入支路接收第二控制信号和电源信号后分别经回路电阻传输至Q2的基极，第二可控开关Q2的集电极和发射极连接在第一控制输入支路的输出端与接地端之间，使得第二可控开关Q2导通时，第一控制输入支路的输出端输出低电平至第一可控开关的控制端。

具体即，第一控制输入支路的输入端经回路电阻R4连接至第一可控开关的基极；第二可控开关的发射极接地，集电极连接在第一控制输入支路的输出端与第一可控开关的基极之间；第二控制输入支路的第二控制信号输入端和电源信号输入端分别经回路电阻后连接至第二可控开关的基极。

这种方案设计下，当电源上电时，第二可控开关始终导通，第一控制输入支路的输出端电平被下拉至地，则不论第一控制输入支路接收的第一控制信号电平高低，第一可控开关均为开断状态，则点火控制开关无法导通，点火头无法在回路中得电点火。

参考图1所示的充电单元，直流电源VCC经回路电阻R1和二极管D1后连接至充放电电容C1的正极端，后经C1负极端接地。因此电源VCC上电时，本实施例的电路中仅充放电电容C1可由VCC经R1和D1为C1充电。

本实施例中，第一控制输入支路和第二控制输入支路的输出端与第一可控开关Q1的基极之间还串接有反向截至二极管D2，D2的负极端连接Q2的基极。D2的单向导电压降能够提高控制信号对第一可控开关进行导通控制的导通电压条件，提高需要对Q1进行导通控制时所需输出的高电平电压要求，使得对Q1的导通控制能够更好的避免由于控制信号来源的CPU引脚信号波动导致的误点火，提高控制可靠性。

第一可控开关Q1的发射极接地，集电极经电阻R2和R3后连接至充放电电容C1的正极端，点火控制开关V1的栅极连接在电阻R2与R3之间。第一可控开关Q1导通时，充放电电容能够经Q1形成放电回路，同时，Q1的集电极电压能够为点火控制开关V1提供导通条件。

点火控制开关V1导通后，C1的放电电流不再流过R3和R2电阻，而是经过V1为点火头提供点火电流，同时由于充电单元设置了单向导通二极管D1，因此C1的放电能量将最大化的流向点火头。

本实施例的工作原理如下：

电源VCC为工作电源，给电路提供工作电源，并给电容C1充电；电容C1用于存储点火操作所需的能量，二极管D1的单向导电性能防止储能电容C1向其他电路放电，保证有足够的能量用于点火头点火；二极管D2的单向导电压降，可提高三极管Q1的导通电压条件，更好的提高点火电路的可靠性。PMOS管V1是控制点火头点火的直接开关， NPN三极管Q1、Q2通过控制V1的通断间接实现点火控制。

信号“I/O1”和“I/O2”为点火控制信号，在VCC电源未掉电时，三极管Q2始终导通，点火头始终处于不点火的状态，能有效防止延时点火电路在充电阶段的误点火操作，如：上电过程中因CPU处于复位状态，信号“I/O1”和“I/O2”处于相对无序状态，由于VCC电源的存在，无论信号“I/O1”和“I/O2”怎么变化都不会发生误点火操作。信号“I/O1”和“I/O2”的并联控制，当同时满足信号“I/O1”为高电平、信号“I/O2”为低电平，且电源VCC掉电的条件时，三极管Q2关断、三极管Q1导通、PMOS管V1导通，电容C1放电，点火头点火。

信号“I/O1”与信号“I/O2”的协同作用，使得电路抗干扰能力更强，把两个信号连接至CPU的同一组IO口时效果更佳。

综上，本实施例取消了保险插销，提高了电路的便利性，更好地实现电路的小型化；同时由于使用多条件并联触发控制电路，大大提高了延时点火电路的可靠性。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种延时点火引信电路，其特征是，包括点火头、点火头供电回路、充电单元和回路控制单元；

所述点火头供电回路用于为点火头提供点火电流，点火头供电回路中设有能够向点火头供电回路放电的充放电电容C1，以及能够导通或切断点火头供电回路的点火控制开关V1；

所述充电单元包括能够向充放电电容C1充电的直流电源VCC；

所述回路控制单元包括第一可控开关、第一控制输入支路和第二控制输入支路；第一可控开关的输出端连接所述点火控制开关V1的控制端；第一控制输入支路用于接收第一控制信号，输出端连接第一可控开关的控制端；第二控制输入支路包括第二控制信号输入端、电源信号输入端和第二可控开关，第二控制输入支路用于接收第二控制信号以及直流电源VCC的电源状态信号，后分别经回路电阻传输至第二可控开关的控制端；第二可控开关连接在第一控制输入支路的输出端与接地端之间，使得第二可控开关导通时，第一控制输入支路的输出端输出低电平至第一可控开关的控制端；第一控制输入支路和第二控制输入支路根据第一控制信号、第二控制信号以及所述电源状态信号，控制第一可控开关的导通或关断，从而控制点火控制开关V1的导通或关断，使得直流电源VCC掉电、充放电电容C1放电时，点火头获得放电电流并点火。

2.根据权利要求1所述的延时点火引信电路，其特征是，第一可控开关和第二可控开关采用三极管，第一可控开关和第二可控开关的基极为控制端；

第一控制输入支路的输入端经回路电阻R4连接至第一可控开关的基极；第二可控开关的发射极接地，集电极连接在第一控制输入支路的输出端与第一可控开关的基极之间；

第二控制输入支路的第二控制信号输入端和电源信号输入端分别经回路电阻后连接至第二可控开关的基极。

3.根据权利要求2所述的延时点火引信电路，其特征是，所述第一控制输入支路和第二控制输入支路的输出端，与第一可控开关的控制端之间串接有反向截止二极管D2，D2的负极端连接第一可控开关的控制端。

4.根据权利要求1所述的延时点火引信电路，其特征是，所述第一可控开关采用三极管，第一可控开关的基极为其控制端，发射极接地，集电极连接点火控制开关V1的控制端；第一可控开关的集电极还连接充放电电容C1的正极端，使得第一可控开关导通时，充放电电容C1能够经第一可控开关形成放电回路。

5.根据权利要求4所述的延时点火引信电路，其特征是，所述点火控制开关V1采用PMOS管，第一可控开关的集电极经电阻R2和R3后连接至充放电电容C1的正极端，点火控制开关V1的栅极连接在电阻R2与R3之间。

6.根据权利要求1所述的延时点火引信电路，其特征是，充电单元的电源输入端接入直流电源VCC，经回路电阻R1后连接至充放电电容C1的正极端。

7.根据权利要求6所述的延时点火引信电路，其特征是，回路电阻R1与充放电电容C1的正极端之间还连接有反向截至二极管D1，D1的负极端连接充放电电容C1的正极端。

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