CN115200431B - 支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法 - Google Patents

支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115200431B
CN115200431B CN202210636017.0A CN202210636017A CN115200431B CN 115200431 B CN115200431 B CN 115200431B CN 202210636017 A CN202210636017 A CN 202210636017A CN 115200431 B CN115200431 B CN 115200431B
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
circuit
voltage
energy storage
instruction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210636017.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115200431A (zh
Inventor
朱志明
郑弘毅
金宝全
冯吉诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Xintiao Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Xinyang Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Xinyang Technology Co ltd filed Critical Shanghai Xinyang Technology Co ltd
Priority to CN202210636017.0A priority Critical patent/CN115200431B/zh
Publication of CN115200431A publication Critical patent/CN115200431A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115200431B publication Critical patent/CN115200431B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/12—Primers; Detonators electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

本发明提供了一种支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法，包括：电源模块、基准电压电路、上电复位电路、振荡器电路、充放电通路、电阻分压电路、比较器、多个传输门、数字逻辑电路以及通信电路；该电子雷管内部设计了特殊的自动分级充电指令，利用电子雷管内部多级充电档位的设计，实现自动分段充电，充满后将储能电容充满标志设置为1，起爆器可以读取储能电容充满标志，当所有雷管都充满电之后，可以发送起爆命令引爆雷管。本发明所提供的方法只需要起爆器发送一条自动分级充电的广播指令就可以在电子雷管组网状态下实现所有雷管的充电。

Description

支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法
技术领域
本发明涉及电子雷管技术领域，具体地，涉及一种支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法。
背景技术
电子雷管，又称数码电子雷管、数码雷管或工业数码电子雷管，即采用电子控制模块对起爆过程进行控制的电子雷管。电子雷管起爆系统一般由两部分组成：电子雷管和起爆器，起爆器用于对电子雷管进行控制，完成点名、延期设置、起爆密码验证、充电、起爆等功能。
现有技术中，电子雷管在现场实爆应用时，都需要进行组网，一般组网的雷管发数从几十发到几百发不等，而起爆器与电子雷管之间的通信组网方式主要采用并联的方式。起爆器都是采用电池供电的手持设备，无法提供太大的输出功率。当组网接入起爆器的电子雷管数量过多，并同时充电到高压的时候，母线上会产生很大的充电电流，一旦超过了起爆器的最大功率，会导致部分电子雷管无法充到目标电压，部分雷管因为输入电压过低产生复位，无论哪种情况，都会大幅度提高雷管的拒爆率。
现有技术主要有几种充电方式：
有的采用逐发充电的方式，该方式是指起爆器按顺序给组网的所有电子雷管逐个发送单发充电指令，从而将每个电子雷管内储能电容的电压充至起爆电压。由于组网时电子雷管数量都比较多，每发电子雷管需要单独操作，不仅操作复杂，整体的充电时间也很长，现场的效率极低，同时也因为首末两发雷管的充电时间间隔过长，早期充电的雷管的储能电容可能因为自身漏电的原因导致充电不足，从而提高了拒爆的概率。
有的采用分压充电方式，该方式是指充电电压从低到高划分多个电压等级，起爆器通过发送不同电压等级充电指令对电子雷管内储能电容进行充电，该方法可以支持广播命令，即对全体雷管同时进行分压充电，直至达到起爆电压。但是，这种方式下起爆器需要发送多次充电指令、并需要多次检测充电电压进行是否充满的判断，以便于进入下一个电压等级的充电，整个充电过程处理繁琐，给现场爆破作业增加了更多不确定因素。
有的采用分段充电方式，即对雷管进行编号，一次从n发编号的雷管中随机抽取部分雷管集合进行充电，等充完后再从剩余雷管中取一部分雷管进行充电，直到最后充完为止。这种方法存在两个弊端，一方面要起爆器对电子雷管进行额外的编号操作，同时电子雷管里面也要实际专门的根据编号值进行充电的指令，与广播充电指令(所有雷管同时充电)相比，效率还是偏低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法。
根据本发明提供的一种支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，包括：电源模块、基准电压电路、上电复位电路、振荡器电路、充放电通路、电阻分压电路、比较器、多个传输门、数字逻辑电路以及通信电路；
所述电源模块的输入端口连接输入高压，输出高压VCCH和低压VCCL，所述高压VCCH端分别连接充放电电路的输入端VIN和外部通信电容的一端，外部的通信电容的另一端接地；所述电源模块的VCCL分别连接基准电压电路的输入端VIN、上电复位电路的输入端VIN以及振荡器电路的输入端VIN；
所述基准电压电路分别与多个传输门的A端连接，多个传输门的Z端与比较器IN1端并联，多个传输门的CH端与数字逻辑电路连接；
所述基准电压电路的VREF_FOR端口与上电复位电路的VREF端口连接，上电复位电路的POR端口与数字逻辑电路的RST端口连接；
所述振荡器电路的CLK端口与数字逻辑电路的CLK连接；
所述充放电电路的输出端VOUT分别连接电阻分压电路的输入端VIN以及外部的储能电容的一端，外部的储能电容另一端接地，所述电阻分压电路的输出端VOUT与比较器的IN2端连接，所述比较器的OUT端与数字逻辑电路的CAP_FULL端连接；
所述充放电通路的CHG_EN端连接数字逻辑电路的CHG端，充放电电路的DSG_EN端连接数字逻辑电路的DSG端；
所述通电电路的一端与外部通信二总线连接，通电电路的另一端与数字逻辑电路连接。
优选地，所述电源模块的高压VCCH电压范围5～30V，低压VCCL电压为3V。
优选地，所述传输门设置为12个，分别与基准电压电路VREF1、VREF2、VREF3…VREF12端口连接，基准电压电路VREF1、VREF2、VREF3…VREF12端口分别输出0.2V、0.4V、0.6V…2.4V的基准电压。
优选地，所述上电复位电路基于低压VCCL和基准电压VREF_FOR实现芯片复位，当低压VCCL低于VREF_FOR时，芯片处于复位状态，POR端口输出为低电平，当低压VCCL高于VREF_FOR时，芯片停止复位，POR端口输出为高电平。
优选地，所述充放电电路包括充电MOS管、放电MOS管以及充放电限流电路，所述充电MOS管的开关信号CHG_EN与数字逻辑电路连接，所述放电MOS管的开关信号DSG_EN与数字逻辑电路连接。
优选地，所述电阻分压电路对外部的储能电容进行电阻分压，将储能电容电压信号分压后输入比较器，所述电阻分压电路的分压比为1/10。
优选地，所述数字逻辑电路负责处理经通信电路解析之后的指令，控制充放电通路进行储能电容的充放电，并通过计时器进行延时处理。
根据本发明提供的一种自动快速分级充电方法，包括以下步骤：
步骤S1：对电子雷管芯片上电，自动完成复位，充放电通路处于放电状态，储能电容的电压为0，储能电容充满标志CAP_FULL＝0；
步骤S2：通过起爆器对电子雷管芯片进行扫描、芯片配置、延期时间设置以及起爆密码验证，待一切正常后发送自动分级充电指令，所述自动分级充电指令包括设置充电档位的个数；
步骤S3：电子雷管芯片接收到自动分级充电指令后进行有效指令判断，如果指令无效直接退出等待下一条指令，如果指令有效进入自动分级充电状态，并按照充电档位高低顺序逐级充电，每个档位充电时间为设定值；
步骤S4：当设置的最高档位对储能电容充电结束后，储能电容充电完成，设置储能电容满标志位CAP_FULL＝1，结束当前充电操作；
步骤S5：通过起爆器设置时间间隔定制查询电容充满标志，当所有雷管模块的储能电容都充满之后，发送起爆命令，引爆雷管。
优选地，每个所述充电档位的电压与传输门的Z端电压相匹配，通过选通不同的传输门切换充电档位；所述充电档位的数量根据组网雷管的数量进行设置。
优选地，所述自动分级充电指令包括指令码、充电档位以及校验码；
所述指令码为定义的一个字节的指令编码；
所述充电档位为一个字节的充电档位选择信息；
所述校验码为对指令码和充电档位进行的CRC编码。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明所提供的方法只需要起爆器发送一条自动分级充电的广播指令就可以在电子雷管组网状态下实现所有雷管的充电，避免了多次发送指令的繁琐操作引发的充电不可靠，缩短了组网状态的雷管充电时间；
2、本发明所提供的方法采用了广播命令，每发电子雷管模块接收命令后都是相对独立操作的，不同雷管之间的充电电流和时钟不会精确相同，所以经过延时和多级充电操作之后可以很大程度上降低雷管同时充电的概率，也间接地解决了网络上所有雷管同时充电引发的电流过大，而起爆器带载能力有限的问题。
3、本发明所提供的方法采用分级充电的方式很好地解决电子雷管组网时因为线路过长、雷管过多导致地无法保证所有电子雷管正常充电地问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明自动快速分级充电电子雷管芯片的电路组成图；
图2为本发明快速分级充电方法的流程示意图；
图3为本发明电子雷管组网示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，参照图1，包括：电源模块、基准电压电路、上电复位电路、振荡器电路、充放电通路、电阻分压电路、比较器、多个传输门、数字逻辑电路以及通信电路，各组成部分功能如下：
电源模块：电源模块将输入的高压VDD进行转换，输出为所述电子雷管芯片提供稳定的工作电压，包含高压VCCH和低压VCCL。VCCH电压范围5V～30V，芯片上电稳定之后，VCCL输出固定在3V左右。
基准电压电路：电子雷管芯片内部基于低压VCCL产生的低压基准电源，输出有0.2V、0.4V、0.6V…,2.4V的电压基准：VREF1、VREF2、……VREF12。
上电复位电路：上电复位电路，基于低压VCCL和基准电压VREF_POR来实现芯片复位，当低压VCCL低于VREF_POR时，芯片处于复位状态，POR输出为低电平，反之，则芯片复位结束，POR输出为高。
振荡器电路：产生时钟信号给数字逻辑电路使用。输入来自电源模块的低压电源VCCL，输出CLK。
充放电通路：对储能电容进行充放电的控制电路，输入电压VIN来自电源模块的VCCH，输出端给储能电容充电，主要包含了充电MOS管、放电MOS管、充放电限流电阻(充放电电流限制在10mA以下)，MOS管的开关信号由逻辑控制电路控制，其中，所述充电MOS管的开关信号CHG_EN与数字逻辑电路的CHG端连接，所述放电MOS管的开关信号DSG_EN与数字逻辑电路的DSG端连接。
电阻分压电路：对储能电容电压进行电阻分压，分压比1/10，输出给比较器作为输入，基准电压进行比较，用于判断电容是否充满。
比较器：对储能电容电压和基准电压经传输门选择输出的VREF进行比较，高于基准电压则输出高电平，反之，输出低电平。
传输门1～12：受数字逻辑电路控制，输出相应的选通信号CH1、…CH12来选择相应的参考电压输出。
数字逻辑电路：雷管芯片内部的数字逻辑控制电路，负责处理经通信电路解析之后的指令；控制充放电通路进行储能电容的充放电；并通过计时器来完成延时处理。
通信电路：电子雷管内部与起爆器完成通信功能的电路，主要负责接收起爆器指令和返回数据给起爆器。
各组成部分的连接关系如下：
电源模块的输入端口连接输入高压，输出高压VCCH和低压VCCL，所述高压VCCH端分别连接充放电电路的输入端VIN和外部通信电容的一端，外部的通信电容的另一端接地；所述电源模块的VCCL分别连接基准电压电路的输入端VIN、上电复位电路的输入端VIN以及振荡器电路的输入端VIN；
基准电压电路分别与多个传输门的A端连接，多个传输门的Z端与比较器IN1端并联，多个传输门的CH端与数字逻辑电路连接；
基准电压电路的VREF_FOR端口与上电复位电路的VREF端口连接，上电复位电路的POR端口与数字逻辑电路的RST端口连接；
振荡器电路的CLK端口与数字逻辑电路的CLK连接；
充放电电路的输出端VOUT分别连接电阻分压电路的输入端VIN以及外部的储能电容的一端，外部的储能电容另一端接地，所述电阻分压电路的输出端VOUT与比较器的IN2端连接，所述比较器的OUT端与数字逻辑电路的CAP_FULL端连接；
所述通电电路的一端与外部通信二总线连接，通电电路的另一端与数字逻辑电路连接。
本发明还公开了一种自动快速分级充电方法，参照图2，包括以下步骤：
步骤S1：对电子雷管芯片上电，自动完成复位，充放电通路处于放电状态，储能电容的电压为0，储能电容充满标志CAP_FULL＝0；
步骤S2：通过起爆器对电子雷管芯片进行扫描、芯片配置、延期时间设置以及起爆密码验证等操作进行状态确认，待一切正常后发送自动分级充电广播指令，自动分级充电广播指令包括设置充电档位的个数。每个所述充电档位的电压与传输门的Z端电压相匹配，通过选通不同的传输门切换充电档位。起爆器可以根据扫描之后获得的组网雷管的数目来决定自动分级的档位，一般发数较少100发以下，可以选择一档直接充电；100～200可以选择二档分级充电；200～300可以选择三档分级充电；300发以上可以选择四档充电。
步骤S3：电子雷管芯片接收到自动分级充电指令后进行有效指令判断，如果指令无效直接退出等待下一条指令，如果指令有效进入自动分级充电状态，并按照充电档位高低顺序逐级充电，每个档位充电时间为设定值；
首先选择充电档位1对储能电容进行充电，直到电容充满；
如果充电挡位2有效，则等待时间T1(该参数典型值0.5s，也可以通过起爆器调整)之后选择充电档位2对储能电容进行充电，直到电容充满；如果充电挡位2无效，直接判断充电档位3的有效性。
如果充电挡位3有效，则等待时间T1(该参数典型值0.5s，也可以通过起爆器调整)之后选择充电档位3对储能电容进行充电，直到电容充满；如果充电挡位3无效，直接判断充电档位4的有效性。
如果充电挡位4有效，则等待时间T1(该参数典型值0.5s，也可以通过起爆器调整)之后选择充电档位4对储能电容进行充电，直到电容充满；如果充电挡位4无效，直接进入步骤S4。
步骤S4：当设置的最高档位对储能电容充电结束后，储能电容充电完成，设置储能电容满标志位CAP_FULL＝1，结束当前充电操作；
步骤S5：通过起爆器设置时间间隔定制查询电容充满标志，当所有雷管模块的储能电容都充满之后，发送起爆命令，引爆雷管。
每个所述充电档位的电压与传输门的Z端电压相匹配，通过选通不同的传输门切换充电档位；所述充电档位的数量根据组网雷管的数量进行设置。
储能电容分级充电的原理：
雷管组网如图3所示，雷管组网充电时，由于母线电阻的影响，组网线路越长，电阻越大，充电电流越小，需要充电的时间越长，雷管模块输入电压也越低，就越容易引起雷管模块复位，导致无法完成充电。
假设起爆器输出电压为U1，线路等效电阻为R，理论上的最大充电电流Imax＝U1/R,雷管模块输入电压U2＝U1-I*R,其中I为线路充电总电流。
典型地，以500发雷管进行1千米组网为例，1千米母线等效电阻约130ohm，起爆器输出电压26V，最大充电电流每发雷管充电电流为200mA/500＝0.4mA。
假设目标充电电压20V，电容容量200uF，直接进行充电，充满电需要的时间：t1＝C*dU/I＝200uF*20V/0.4mA＝10秒。
雷管模块上由通信电容来维持模块正常工作，受限模块尺寸和成本的限制，该电容一般容量限制在10uF以下；电子雷管模块一般功耗30uA左右，所以10uF通信电容能支持模块正常工作(电容电压最低不低5V)，能持续工作的时间：t2＝C*dU/I＝10uF*(20-5)V/30uA＝5秒。
由于t2＜t1,也就是雷管模块在充电完成之前，就已经因为输入电压过低复位了，无法正常完成充电，最终会发生雷管拒爆。
假设我们分多级来进行充电，以4级为例。
第1级先充电到6V，则充满电需要的时间：t3＝C*dU/I＝200uF*6V/0.4mA＝3秒。
此时要等待通信电容重新充满，10uF通信电容重新充满的时间大约为：t4＝C*dU/I＝10uF*(20-5)V/0.4mA＝0.4秒。
所以，等待0.5秒之后，用第2级进行充电到12V，则充满电需要的时间：t5＝C*dU/I＝200uF*(12V-6V)/0.4mA＝3秒。
再等待0.5秒之后，用第3级进行充电到18V，则充满电需要的时间：t6＝C*dU/I＝200uF*(18V-12V)/0.4mA＝3秒。
再等待0.5秒之后，用第3级进行充电到20V，则充满电需要的时间：t7＝C*dU/I＝200uF*(20V-18V)/0.4mA＝1秒。
这样通过4级分级充电的方式可以很好地解决电子雷管组网时因为线路过长、雷管过多导致地无法保证所有电子雷管正常充电的问题。
电子雷管广播充电指令如下所示：
常规的广播充电指令
指令码(1字节) 充电档位(1字节) 校验码(1字节)
指令码：定义的一个字节的指令编码；
充电挡位：1个字节的充电档位选择，通常可选的档位不会超过12种，有效位4比特，有效档位选择：1～12(分别代表2V、4V、6V、……、20、22V、24V)，0表示不使用有效档位；
校验码：对指令码和充电挡位进行的CRC(循环冗余纠错)编码。
自动分级广播充电指令
指令码：定义的一个字节的指令编码；
充电挡位1，2，3，4：都是4比特的充电档位选择，用于选择12种充电档位；
0–表示不使用该充电档位；
1～12–表示有效的档位，分别代表2V、4V、6V、……、20V、22V、24V。
校验码：对指令码和充电挡位1、2、3、4进行的CRC(循环冗余纠错)编码。
指令示例：
1、以下指令就是进行4级分级充电，分别是充电6V、12V、18V、20V：
指令码(1字节) 6 12 18 20 校验码(1字节)
2、以下指令就是进行2级分级充电，分别是充电6V、20V：
指令码(1字节) 6 20 0 0 校验码(1字节)
本发明公开的一种具备自动快速分级充电功能的电子雷管芯片和充电方法，采用的是类似分压充电的方法，但是区别于现有的分压充电方法，该方法中的电子雷管内部设计了特殊的自动分级充电指令，利用电子雷管内部多级充电档位的特性，在自动分级充电模式下，电子雷管内部会先选取档位1进行充电，充满后等待一定时间；然后自动将充电档位提升到档位2进行充电，充满后等待一定时间；……,一直到最后将充电挡位提升到最终的目标档位M(M＜＝4)，充满后将储能电容充满标志设置为1。起爆器可以读取储能电容充满标志，当所有雷管都充满电(储能电容充满标志为1)之后，可以发送起爆命令引爆雷管。
本发明所提供的方法只需要起爆器发送一条自动分级充电的广播指令就可以在电子雷管组网状态下实现所有雷管的充电，与现有的单发雷管逐个充电的方法、或起爆器多次发送充电指令来实现分压充电的方法、或利用编号值分段充电相比，既避免了多次发送指令的繁琐操作引发的充电不可靠，也避免了额外的雷管编号操作，整个充电流程简单易行，同时也缩短了组网状态的雷管充电时间，提高了电子雷管爆破的效率和可靠性。
本发明所提供的方法因为是广播命令，每发电子雷管模块接收命令后都是相对独立操作的，不同雷管之间的充电电流和时钟不会精确相同，所以经过延时和多级充电操作之后可以很大程度上降低雷管同时充电的概率，也间接地解决了网络上所有雷管同时充电引发的电流过大，而起爆器带载能力有限的问题。从而大幅提高了电子雷管充电可靠性，避免雷管拒爆。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于，包括：电源模块、基准电压电路、上电复位电路、振荡器电路、充放电通路、电阻分压电路、比较器、多个传输门、数字逻辑电路以及通信电路；
所述电源模块的输入端口连接输入高压，输出高压VCCH和低压VCCL，所述高压VCCH端分别连接充放电电路的输入端VIN和外部通信电容的一端，外部的通信电容的另一端接地；所述电源模块的VCCL分别连接基准电压电路的输入端VIN、上电复位电路的输入端VIN以及振荡器电路的输入端VIN；
所述基准电压电路分别与多个传输门的A端连接，多个传输门的Z端与比较器IN1端并联，多个传输门的CH端与数字逻辑电路连接；
所述基准电压电路的VREF_FOR端口与上电复位电路的VREF端口连接，上电复位电路的POR端口与数字逻辑电路的RST端口连接；
所述振荡器电路的CLK端口与数字逻辑电路的CLK连接；
所述充放电电路的输出端VOUT分别连接电阻分压电路的输入端VIN以及外部的储能电容的一端，外部的储能电容另一端接地，所述电阻分压电路的输出端VOUT与比较器的IN2端连接，所述比较器的OUT端与数字逻辑电路的CAP_FULL端连接；
所述充放电通路的CHG_EN端连接数字逻辑电路的CHG端，充放电电路的DSG_EN端连接数字逻辑电路的DSG端；
所述通信电路的一端与外部通信二总线连接，通信电路的另一端与数字逻辑电路连接；
所述电源模块的高压VCCH电压范围5~30V，低压VCCL电压为3V；
所述传输门设置为12个，分别与基准电压电路VREF1、VREF2、VREF3…VREF12端口连接，基准电压电路VREF1、VREF2、VREF3…VREF12端口分别输出0.2V、0.4V、0.6V…2.4V的基准电压；
还包括一种自动快速分级充电方法，包括以下步骤：
步骤S1：对电子雷管芯片上电，自动完成复位，充放电通路处于放电状态，储能电容的电压为0，储能电容充满标志CAP_FULL=0；
步骤S2：通过起爆器对电子雷管芯片进行扫描、芯片配置、延期时间设置以及起爆密码验证，待一切正常后发送自动分级充电广播指令，自动分级充电广播指令包括设置充电档位的个数；
步骤S3：电子雷管芯片接收到自动分级充电指令后进行有效指令判断，如果指令无效直接退出等待下一条指令，如果指令有效进入自动分级充电状态，并按照充电档位高低顺序逐级充电，每个档位充电时间为设定值；
步骤S4：当设置的最高档位对储能电容充电结束后，储能电容充电完成，设置储能电容满标志位CAP_FULL=1，结束当前充电操作；
步骤S5：通过起爆器设置时间间隔定制查询电容充满标志，当所有雷管模块的储能电容都充满之后，发送起爆命令，引爆雷管。
2.根据权利要求1所述的支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于：所述上电复位电路基于低压VCCL和基准电压VREF_FOR实现芯片复位，当低压VCCL低于VREF_FOR时，芯片处于复位状态，POR端口输出为低电平，当低压VCCL高于VREF_FOR时，芯片停止复位，POR端口输出为高电平。
3.根据权利要求1所述的支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于：所述充放电电路包括充电MOS管、放电MOS管以及充放电限流电路，所述充电MOS管的开关信号CHG_EN与数字逻辑电路连接，所述放电MOS管的开关信号DSG_EN与数字逻辑电路连接。
4.根据权利要求1所述的支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于：所述电阻分压电路对外部的储能电容进行电阻分压，将储能电容电压信号分压后输入比较器，所述电阻分压电路的分压比为1/10。
5.根据权利要求1所述的支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于：所述数字逻辑电路负责处理经通信电路解析之后的指令，控制充放电通路进行储能电容的充放电，并通过计时器进行延时处理。
6.根据权利要求1所述的支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于：每个所述充电档位的电压与传输门的Z端电压相匹配，通过选通不同的传输门切换充电档位；所述充电档位的数量根据组网雷管的数量进行设置。
7.根据权利要求1所述的支持自动快速分级充电的电子雷管芯片，其特征在于：所述自动分级充电广播指令包括指令码、充电档位以及校验码；
所述指令码为定义的一个字节的指令编码；
所述充电档位为一个字节的充电档位选择信息；
所述校验码为对指令码和充电档位进行的CRC编码。
CN202210636017.0A 2022-06-07 2022-06-07 支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法 Active CN115200431B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210636017.0A CN115200431B (zh) 2022-06-07 2022-06-07 支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210636017.0A CN115200431B (zh) 2022-06-07 2022-06-07 支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115200431A CN115200431A (zh) 2022-10-18
CN115200431B true CN115200431B (zh) 2024-04-30

Family

ID=83575580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210636017.0A Active CN115200431B (zh) 2022-06-07 2022-06-07 支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115200431B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101464117A (zh) * 2008-12-02 2009-06-24 北京铱钵隆芯科技有限责任公司 电子雷管起爆网路的起爆控制方法
CN102261872A (zh) * 2011-08-16 2011-11-30 北京京煤化工有限公司 数码延期电子雷管
CN104296608A (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 北京理工北阳爆破工程技术有限责任公司 一种电子雷管起爆系统及方法
CN105526833A (zh) * 2015-07-17 2016-04-27 贵州全安密灵科技有限公司 一种电子雷管的储能电容快速充电方法
CN111879192A (zh) * 2020-07-02 2020-11-03 上海芯跳科技有限公司 提供模拟起爆测试的电子雷管装置及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101464117A (zh) * 2008-12-02 2009-06-24 北京铱钵隆芯科技有限责任公司 电子雷管起爆网路的起爆控制方法
CN102261872A (zh) * 2011-08-16 2011-11-30 北京京煤化工有限公司 数码延期电子雷管
CN104296608A (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 北京理工北阳爆破工程技术有限责任公司 一种电子雷管起爆系统及方法
CN105526833A (zh) * 2015-07-17 2016-04-27 贵州全安密灵科技有限公司 一种电子雷管的储能电容快速充电方法
CN111879192A (zh) * 2020-07-02 2020-11-03 上海芯跳科技有限公司 提供模拟起爆测试的电子雷管装置及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115200431A (zh) 2022-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9491151B2 (en) Memory apparatus, charge pump circuit and voltage pumping method thereof
US5644531A (en) Program algorithm for low voltage single power supply flash memories
CN102278924B (zh) 智能起爆控制系统及其方法
US5801987A (en) Automatic transition charge pump for nonvolatile memories
CN105958817B (zh) 一种电荷泵
CN114923380B (zh) 具备自检功能的电子雷管芯片和检测方法及系统
CN101464115B (zh) 电子雷管起爆网路的充电控制方法
CN114993123B (zh) 实现电子雷管快速在线检测的方法和系统
CN201218702Y (zh) 电子雷管控制芯片
CN115046440A (zh) 提高电子雷管起爆安全性的系统和方法
CN114816525A (zh) 实现电子雷管快速扫描的方法和系统
CN115200431B (zh) 支持自动快速分级充电的电子雷管芯片和充电方法
EP3680905A1 (en) Random code generator
US20070185670A1 (en) Methods of Measuring Frequencies Including Charging Electrical Circuits
CN201237488Y (zh) 电子雷管控制芯片
CN115307500B (zh) 实现电子雷管分时充电的方法、系统及介质
CN111858410B (zh) 存储器模块及具有存储器模块的存储系统
CN111948931B (zh) 一种用于电子雷管的时钟快速校正方法
CN1431664A (zh) 半导体存储装置
CN102016491A (zh) 电子雷管控制芯片
CN111947528B (zh) 一种用于电子雷管的时钟快速自校正方法
CN210780153U (zh) 一种电子雷管起爆电容充放电电路
CN115574671A (zh) 提高电子雷管分时充电效率的方法、系统、设备及介质
CN113078698A (zh) 电子雷管储能电容充电控制装置、电子雷管及系统
CN115289923B (zh) 提高电子雷管发火可靠性的系统、方法、电子雷管及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240703

Address after: Units 06, 07, and 08, No. 150 Yaoyuan Road and No. 149 Youcheng Road, Pudong New Area, Shanghai, 200120 (actual building floors are 26)

Patentee after: Shanghai xintiao Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 200120 floor 2, No. 979, Yunhan Road, Lingang xinpian District, Pudong New Area, Shanghai

Patentee before: Shanghai Xinyang Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China