CN115420159B - 一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路。包括电流采集模块、比较模块、逻辑运算模块和功率控制模块，本申请设计有电流采集模块，其配置用于对功率回路电流进行采集转换，得到第一电压信号；比较模块，其输入端配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，比较模块配置用于将两信号进行比较，得到短路保护信号；逻辑运算模块，其配置用于接收短路保护信号、第一控制信号和第二控制信号，逻辑运算模块配置用于将短路保护信号分别与第一控制信号和第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号；功率控制模块配置用于通过第三控制信号和第四控制信号控制钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

Description

一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路

技术领域

本公开涉及电气技术领域，具体涉及一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路。

背景技术

随着工业技术、军事装备的发展需求，以电起爆器等电气触发的火工品得到广泛的应用，由于火工品的起爆一般作为系统关键性启动动作，因此对火工品的点火驱动电路提出极高的可靠性和安全性要求，由于钝感电起爆器的发火需要瞬间大能量发火刺激，要求驱动电路输出大电流脉冲，目前，常采用的方式是先将电压升压，对大容量电解电容进行充电，随后通过继电器控制已充电电容放电，输出大电流脉冲给电起爆器，该方法占用空间大，不仅需要升压电路，而且需要大容量电解电容，大容量电解电容的安全性差，易出现漏液和爆炸，且该方法仅通过限流电阻进行限流保护，若电起爆器发火后，其内部桥丝与外壳短接存在短路，将导致限流电阻烧毁，影响电路的安全性，因此，不推荐用于机载产品，所以，我们提出一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，用以解决上述问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种满足火工品的点火驱动电路的可靠性和安全性要求，具有防误动作、限流保护和短路保护的应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路。

第一方面，本申请提供一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其形成有功率回路电流，包括：

电流采集模块，其配置用于对所述功率回路电流进行采集转换，得到第一电压信号；

比较模块，其具有两个输入端，所述比较模块的两个输入端分别配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，所述比较模块配置用于将所述第一电压信号和所述参考电压信号进行比较，得到短路保护信号；

逻辑运算模块，其具有四个输入端，分别为第一端，第二端，第三端和第四端，所述第一端配置用于接收短路保护信号，所述第二端配置用于接收第一控制信号，所述第三端配置用于接收短路保护信号，所述第四端配置用于接收第二控制信号，所述逻辑运算模块配置用于将所述短路保护信号分别与所述第一控制信号和所述第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号；

功率控制模块，其具有两个输入端，所述功率控制模块的两个输入端分别配置用于接收所述第三控制信号和所述第四控制信号，所述功率控制模块配置用于通过所述第三控制信号和所述第四控制信号控制所述钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述电流采集模块包括采集转换单元和第一分压单元；

所述采集转换单元，其配置用于对所述功率回路电流进行采集转换，得到第二电压信号；

所述第一分压单元具有输入端，所述第一分压单元的输入端配置用于接收第二电压信号，所述第一分压单元配置用于将所述第二电压信号进行分压，得到第一电压信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述比较模块包括第一限流单元和比较单元；

所述第一限流单元具有两个输入端，所述第一限流单元的两个输入端为所述比较模块的两个输入端，分别配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，所述第一限流单元配置用于将所述第一电压信号和所述参考电压信号进行限流，得到限流后的第一电压信号和限流后的参考电压信号；

所述比较单元具有两个输入端，所述比较单元的两个输入端分别配置用于接收限流后的第一电压信号和限流后的参考电压信号，所述比较单元配置用于将限流后的第一电压信号和限流后的参考电压信号进行比较，得到短路保护信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述逻辑运算模块包括逻辑运算单元，所述逻辑运算单元具有四个输入端，所述逻辑运算单元的四个输入端为所述逻辑运算模块的四个输入端，所述逻辑运算单元配置用于将所述短路保护信号分别与所述第一控制信号和所述第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述功率控制模块包括：固态继电器单元、MOSFET功率管单元和电磁继电器单元；

所述固态继电器单元具有两个输入端，所述固态继电器单元的两个输入端为所述功率控制模块的两个输入端，所述固态继电器单元配置用于输出第五控制信号和第六控制信号；

所述MOSFET功率管单元具有输入端，所述MOSFET功率管单元的输入端配置用于接收所述第五控制信号，所述MOSFET功率管单元配置用于通过所述第五控制信号控制所述钝感电起爆器的回路的接通或者关断；

所述电磁继电器单元具有输入端，所述电磁继电器单元的输入端配置用于接收所述第六控制信号，所述电磁继电器单元配置用于通过所述第六控制信号控制所述钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述电流采集模块还包括第一去耦单元，第一滤波单元和第一电位拉高单元；所述第一去耦单元配置用于为采集转换单元供电端进行滤波，所述第一滤波单元配置用于为采集转换单元的输出信号进行滤波处理，所述第一电位拉高单元配置用于使输出所述第二电压信号保持在高电平；

所述比较模块还包括第二去耦单元和第二电位拉高单元，所述第二去耦单元配置用于为比较单元的输出信号进行滤波处理，所述第二电位拉高单元配置用于使短路保护信号保持在高电平；

所述功率控制模块还包括第二限流单元、第三电位拉高单元、第二分压单元、RC滤波单元和第三限流单元；所述第二限流单元配置用于对第三控制信号和第四控制信号进行限流处理，所述第三电位拉高单元配置用于使第三控制信号和第四控制信号保持在高电平，所述第二分压单元配置用于对第五输出信号进行分压处理，所述RC滤波单元配置用于对MOSFET功率管单元进行触点保护，所述第三限流单元配置用于功率控制单元的输出信号进行限流。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述采集转换单元包括霍尔电流传感器N1，所述霍尔电流传感器N1具有1脚IP+_1、3脚IP+_2、5脚IP-_1、7脚IP-_2、9脚NC1、10脚VCC、11脚NC2、12脚VIOUT、13脚NC3、14脚VFOULT、15脚GND和16脚NC4；所述1脚IP+_1和所述3脚IP+_2均配置用于连接功率电源DC28V，所述15脚GND配置用于连接数字地SGND，所述9脚NC1、所述11脚NC2、所述13脚NC3和所述16脚NC4悬空设置；

所述第一分压单元包括依次串联的第十电阻R10和第十一电阻R11，其均具有第一端和第二端，所述第十电阻R10的第一端与所述12脚VIOUT连接，所述第十电阻R10的第二端与第十一电阻R11的第一端连接，所述第十一电阻R11的第二端配置用于连接数字地SGND；

所述第一去耦单元包括第二电容C2，其具有第一端和第二端，所述第二电容C2的第一端与所述10脚VCC连接，所述第二电容C2的第一端配置用于连接第一外接+5V电源；

所述第一滤波单元包括第三电容C3，其具有第一端和第二端，所述第三电容C3的第一端与所述第二电容C2的第二端连接，所述第三电容C3的第一端配置用于连接数字地SGND，所述第三电容C3的第二端与所述第十电阻R10的第一端连接；

所述第一电位拉高单元包括第九电阻R9，其具有第一端和第二端，所述第九电阻R9的第一端与所述14脚VFOULT连接，所述第九电阻R9的第二端配置用于连接第二外接+5V电源。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一限流单元包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，其均具有第一端和第二端，所述第十二电阻R12的第一端配置用于连接外部参考信号输出装置，所述第十三电阻R13的第一端与所述第十电阻R10的第二端连接；

所述比较单元包括比较器N2，其具有2脚、3脚、4脚、5脚和12脚；所述比较器N2的4脚与所述第十二电阻R12的第二端连接，所述比较器N2的5脚与所述第十三电阻R13的第二端连接，所述比较器N2的12脚配置用于连接数字地SGND；

所述第二去耦单元包括第四电容C4，其具有第一端和第二端，所述第四电容C4的第一端配置用于连接数字地SGND，所述第四电容C4的第二端与所述比较器N2的3脚，所述第四电容C4的第二端配置用于连接第三外接+5V电源；

所述第二电位拉高单元包括第十四电阻R14，其具有第一端和第二端，第十四电阻R14的第一端与所述比较器N2的2脚连接，所述第十四电阻R14的第二端配置用于连接第四外接+5V电源；

根据本申请实施例提供的技术方案，所述逻辑运算单元包括第一或门D1和第二或门D2，所述第一或门D1具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；所述第一或门D1的1脚与所述比较器N2的2脚连接，所述第一或门D1的2脚配置用于连接外部CPU电路的输出端连接，所述第一或门D1的3脚配置用于连接数字地SGND，所述第一或门D1的5脚配置用于连接第五外接+5V电源；

所述第二或门D2具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；所述第二或门D2的1脚与所述比较器N2的2脚连接，所述第二或门D2的2脚配置用于连接外部CPU电路的另一输出端连接，所述第二或门D2的3脚配置用于连接数字地SGND，所述第二或门D2的5脚配置用于连接第六外接+5V电源。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述固态继电器单元包括固态继电器K1，其具有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚和8脚；所述固态继电器K1的2脚与所述第一或门D1的4脚连接，所述固态继电器K1的4脚与所述第二或门D2的4脚连接；所述固态继电器K1的6脚配置用于连接功率地GND；

所述第二限流单元包括第一电阻R1和第三电阻R3，其均具有第一端和第二端，所述第一电阻R1的第一端与所述固态继电器K1的1脚连接，所述第一电阻R1的第二端配置用于连接第七外接+5V电源，所述第三电阻R3的第一端与所述固态继电器K1的3脚连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接；

所述第三电位拉高单元包括第二电阻R2和第四电阻R4，其均具有第一端和第二端，所述第二电阻R2的第一端与所述固态继电器K1的2脚连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第四电阻R4的第一端与所述固态继电器K1的4脚连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接；

所述第二分压单元包括第五电阻R5和第六电阻R6，其均具有第一端和第二端；所述第五电阻R5的第一端与所述固态继电器K1的8脚连接，所述第五电阻R5的第二端配置用于连接隔离电源A5V，所述第六电阻R6的第一端与所述固态继电器K1的7脚连接；

所述MOSFET功率管单元包括MOSFET功率管V1，其具有1脚、2脚和3脚，所述MOSFET功率管V1的1脚与所述第六电阻R6的第一端连接，所述MOSFET功率管V1的2脚与所述第六电阻R6的第二端连接，所述MOSFET功率管V1的3脚与所述霍尔电流传感器N1的5脚IP-_1和7脚IP-_2连接；

所述RC滤波单元包括第七电阻R7和第一电容C1，其均具有第一端和第二端，所述第七电阻R7的第一端与所述第六电阻R6的第二端连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述MOSFET功率管V1的3脚连接；

所述电磁继电器单元包括电磁继电器K2，其具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；所述电磁继电器K2的2脚与所述MOSFET功率管V1的2脚连接，所述电磁继电器K2的5脚与所述固态继电器K1的5脚连接，所述电磁继电器K2的4脚配置用于连接功率电源DC28V；

所述第三限流单元包括第八电阻R8，其具有第一端和第二端，所述第八电阻R8的第一端均与所述电磁继电器K2的1脚和3脚连接，所述第八电阻R8的第二端配置用于连接外部电起爆器输入端。

综上所述，本技术方案具体地公开了一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，本申请设计有电流采集模块，其配置用于对功率回路电流进行采集转换，得到第一电压信号；比较模块，其具有两个输入端，比较模块的两个输入端分别配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，比较模块配置用于将第一电压信号和参考电压信号进行比较，得到短路保护信号；逻辑运算模块，其具有四个输入端，分别为第一端，第二端，第三端和第四端，第一端配置用于接收短路保护信号，第二端配置用于接收第一控制信号，第三端配置用于接收短路保护信号，第四端配置用于接收第二控制信号，逻辑运算模块配置用于将短路保护信号分别与第一控制信号和第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号；功率控制模块，其具有两个输入端，功率控制模块的两个输入端分别配置用于接收第三控制信号和第四控制信号，功率控制模块配置用于通过第三控制信号和第四控制信号控制钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

本发明技术方案，省去大容量电解电容，采用MOSFET功率管与电磁继电器串联的结构实现钝感电起爆器的发火控制，有效避免了采用单一MOSFET功率管的漏电流对电起爆器的安全影响；通过MOSFET功率管和电磁继电器的接通时序控制，避免采用单一电磁继电器带载闭合引起的触点烧蚀，提高电磁继电器使用寿命，也有效避免单一触点闭合导致起爆电路误动作；在对起爆电路进行限流的基础上，通过硬件逻辑运算模块实现快速短路保护，减少外部CPU电路的资源消耗和时间延迟，极大提高了起爆电路的可靠性和安全性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路的应用示意图。

图2为一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路的电路结构示意图。

图中标号：1、采集转换单元；2、第一分压单元；3、第一限流单元；4、比较单元；5、逻辑运算单元；6、固态继电器单元；7、MOSFET功率管单元；8、电磁继电器单元；9、第一去耦单元；10、第一滤波单元；11、第一电位拉高单元；12、第二去耦单元；13、第二电位拉高单元；14、第二限流单元；15、第三电位拉高单元；16、第二分压单元；17、RC滤波单元；18、第三限流单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

请参考图1所示的本申请提供的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其形成有功率回路电流，包括：

电流采集模块，其配置用于对功率回路电流进行采集转换，得到第一电压信号；

比较模块，其具有两个输入端，比较模块的两个输入端分别配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，比较模块配置用于将第一电压信号和参考电压信号进行比较，得到短路保护信号；

逻辑运算模块，其具有四个输入端，分别为第一端，第二端，第三端和第四端，第一端配置用于接收短路保护信号，第二端配置用于接收第一控制信号，第三端配置用于接收短路保护信号，第四端配置用于接收第二控制信号，逻辑运算模块配置用于将短路保护信号分别与第一控制信号和第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号；

功率控制模块，其具有两个输入端，功率控制模块的两个输入端分别配置用于接收第三控制信号和第四控制信号，功率控制模块配置用于通过第三控制信号和第四控制信号控制钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

在本实施例中，电流采集模块，其配置用于对功率回路电流进行采集转换，得到第一电压信号，第一电压信号为电压信号Vout；

比较模块，其具有两个输入端，比较模块的两个输入端分别配置用于接收电压信号Vout和参考电压信号，参考电压信号为阈值参考电压信号REF，比较模块配置用于将电压信号Vout和阈值参考电压信号REF进行比较，得到短路保护信号，短路保护信号为短路保护信号CON_SHORT；

逻辑运算模块，其具有四个输入端，分别为第一端，第二端，第三端和第四端，第一端配置用于接收短路保护信号CON_SHORT，第二端配置用于接收第一控制信号，第一控制信号为控制信号CON1，第三端配置用于接收短路保护信号CON_SHORT，第四端配置用于接收第二控制信号，第二控制信号为控制信号CON2，逻辑运算模块配置用于将短路保护信号CON_SHORT分别与控制信号CON1和控制信号CON2进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号，第三控制信号为控制信号CON3，第四控制信号为控制信号CON4；

功率控制模块，其具有两个输入端，功率控制模块的两个输入端分别配置用于接收控制信号CON3和控制信号CON4，功率控制模块配置用于通过控制信号CON3和控制信号CON4控制钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

如图2所示，电流采集模块包括采集转换单元1和第一分压单元2；

采集转换单元1，其配置用于对功率回路电流进行采集转换，得到第二电压信号，第二电压信号为电压信号Aout；

第一分压单元2具有输入端，第一分压单元2的输入端配置用于接收电压信号Aout，第一分压单元2配置用于将电压信号Aout进行分压，得到电压信号Vout；

进一步的，电流采集模块还包括第一去耦单元9，第一滤波单元10和第一电位拉高单元11；第一去耦单元9配置用于为采集转换单元1供电端进行滤波，第一滤波单元10配置用于为采集转换单元1的输出信号进行滤波处理，第一电位拉高单元11配置用于使输出电压信号Aout保持在高电平。

如图2所示，比较模块包括第一限流单元3和比较单元4；

第一限流单元3具有两个输入端，第一限流单元3的两个输入端为比较模块的两个输入端，分别配置用于接收电压信号Vout和阈值参考电压信号REF，第一限流单元3配置用于将电压信号Vout和阈值参考电压信号REF进行限流，得到限流后的电压信号Vout和限流后的阈值参考电压信号REF；

比较单元4具有两个输入端，比较单元4的两个输入端分别配置用于接收限流后的电压信号Vout和限流后的阈值参考电压信号REF，比较单元4配置用于将限流后的电压信号Vout和限流后的阈值参考电压信号REF进行比较，得到短路保护信号CON_SHORT；

进一步的，比较模块还包括第二去耦单元12和第二电位拉高单元13，第二去耦单元12配置用于为比较单元4的输出信号进行滤波处理，第二电位拉高单元13配置用于使短路保护信号CON_SHORT保持在高电平。

如图2所示，逻辑运算模块包括逻辑运算单元5，逻辑运算单元5具有四个输入端，逻辑运算单元5的四个输入端为逻辑运算模块的四个输入端，逻辑运算单元5配置用于将短路保护信号CON_SHORT分别与控制信号CON1和控制信号CON2进行运算，得到控制信号CON3和控制信号CON4。

如图2所示，功率控制模块包括：固态继电器单元6、MOSFET功率管单元7和电磁继电器单元8；

固态继电器单元6具有两个输入端，固态继电器单元6的两个输入端为功率控制模块的两个输入端，固态继电器单元6配置用于输出第五控制信号和第六控制信号；

MOSFET功率管单元7具有输入端，MOSFET功率管单元7的输入端配置用于接收第五控制信号，MOSFET功率管单元7配置用于通过第五控制信号控制钝感电起爆器的回路的接通或者关断；

电磁继电器单元8具有输入端，电磁继电器单元8的输入端配置用于接收第六控制信号，电磁继电器单元8配置用于通过第六控制信号控制钝感电起爆器的回路的接通或者关断；

功率控制模块还包括第二限流单元14、第三电位拉高单元15、第二分压单元16、RC滤波单元17和第三限流单元18；第二限流单元14配置用于对控制信号CON3和控制信号CON4进行限流处理，第三电位拉高单元15配置用于使控制信号CON3和控制信号CON4保持在高电平，第二分压单元16配置用于对第五输出信号进行分压处理，RC滤波单元17配置用于对MOSFET功率管单元7进行触点保护，第三限流单元18配置用于功率控制单元的输出信号进行限流。

如图2所示，采集转换单元1包括霍尔电流传感器N1，霍尔电流传感器N1具有1脚IP+_1、3脚IP+_2、5脚IP-_1、7脚IP-_2、9脚NC1、10脚VCC、11脚NC2、12脚VIOUT、13脚NC3、14脚VFOULT、15脚GND和16脚NC4；1脚IP+_1和3脚IP+_2均配置用于连接功率电源DC28V，15脚GND配置用于连接数字地SGND，9脚NC1、11脚NC2、13脚NC3和16脚NC4悬空设置；

第一分压单元2包括依次串联的第十电阻R10和第十一电阻R11，其均具有第一端和第二端，第十电阻R10的第一端与12脚VIOUT连接，第十电阻R10的第二端与第十一电阻R11的第一端连接，第十一电阻R11的第二端配置用于连接数字地SGND；

第一去耦单元9包括第二电容C2，其具有第一端和第二端，第二电容C2的第一端与10脚VCC连接，第二电容C2的第一端配置用于连接第一外接+5V电源；

第一滤波单元10包括第三电容C3，其具有第一端和第二端，第三电容C3的第一端与第二电容C2的第二端连接，第三电容C3的第一端配置用于连接数字地SGND，第三电容C3的第二端与第十电阻R10的第一端连接；

第一电位拉高单元11包括第九电阻R9，其具有第一端和第二端，第九电阻R9的第一端与14脚VFOULT连接，第九电阻R9的第二端配置用于连接第二外接+5V电源；

功率回路电流经霍尔电流传感器N1转换为电压信号Aout，电压信号Aout经由第十电阻R10和第十一电阻R11进行分压处理，得到电压信号Vout，实现功率回路电流隔离采集，第二电容C2用于对霍尔电流传感器N1供电端进行滤波处理，第三电容C3对霍尔电流传感器N1输出电流电压信号Aout进行滤波；霍尔电流传感器N1采集功率回路电流并进行过流判断，输出过流信号FAULT至外部CPU电路。

如图2所示，第一限流单元3包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，其均具有第一端和第二端，第十二电阻R12的第一端配置用于连接外部参考信号输出装置，第十三电阻R13的第一端与第十电阻R10的第二端连接；

比较单元4包括比较器N2，其具有2脚、3脚、4脚、5脚和12脚；比较器N2的4脚与第十二电阻R12的第二端连接，比较器N2的5脚与第十三电阻R13的第二端连接，比较器N2的12脚配置用于连接数字地SGND；

第二去耦单元12包括第四电容C4，其具有第一端和第二端，第四电容C4的第一端配置用于连接数字地SGND，第四电容C4的第二端与比较器N2的3脚，第四电容C4的第二端配置用于连接第三外接+5V电源；

第二电位拉高单元13包括第十四电阻R14，其具有第一端和第二端，第十四电阻R14的第一端与比较器N2的2脚连接，第十四电阻R14的第二端配置用于连接第四外接+5V电源；

比较器N2将电压信号Vout与阈值参考电压信号REF进行比较，当电压信号Vout高于阈值参考电压信号REF时，CON_SHORT输出为高电平，且存在短路现象，反之，则为低电平，无短路现象；

进一步的，阈值参考电压信号REF设定为2.5V，当功率回路电流达到短路电流值IP时，需满足电压信号Vout的电压≥2.5V。

如图2所示，逻辑运算单元5包括第一或门D1和第二或门D2，第一或门D1具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；第一或门D1的1脚与比较器N2的2脚连接，第一或门D1的2脚配置用于连接外部CPU电路的输出端连接，第一或门D1的3脚配置用于连接数字地SGND，第一或门D1的5脚配置用于连接第五外接+5V电源；

第二或门D2具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；第二或门D2的1脚与比较器N2的2脚连接，第二或门D2的2脚配置用于连接外部CPU电路的另一输出端连接，第二或门D2的3脚配置用于连接数字地SGND，第二或门D2的5脚配置用于连接第六外接+5V电源；

进一步的，或门D1将外部CPU电路输出的控制信号CON1和短路保护信号CON_SHORT进行或运算，输出控制信号CON3至固态继电器K1，用于控制MOSFET功率管V1接通和关断；

进一步的，或门D2将外部CPU电路输出的控制信号CON2和短路保护信号CON_SHORT进行或运算，输出控制信号CON4至固态继电器K1，用于控制电磁继电器K2接通和关断；

进一步的，外部CPU电路输出的控制信号CON1和控制信号CON2的时序关系为：当起爆电路工作时，首先控制信号CON2输出低电平，若此时短路保护信号CON_SHORT为低电平(无短路现象)，或门D2输出低电平控制信号CON4驱动功率控制模块中的电磁继电器K2接通，然后控制信号CON1输出低电平，若此时短路保护信号CON_SHORT为低电平(无短路现象)，则或门D1输出低电平控制信号CON3驱动功率控制模块中的MOSFET功率管V1接通；若短路保护信号CON_SHORT为高电平(有短路现象)，无论控制信号CON1和控制信号CON2保持任何状态，功率控制模块中MOSFET功率管V1和电磁继电器K2处于断开状态，通过控制信号CON1和控制信号CON2时序控制，可避免电磁继电器K2带载闭合引起的触点烧蚀，同时防止单一控制信号异常导致起爆电路工作；

进一步的，外部CPU电路实现控制信号CON1和控制信号CON2输出和FAULT状态判断，当过流信号FAULT无效时，控制信号CON1和控制信号CON2才允许输出低电平有效信号，反之，控制信号CON1和控制信号CON2输出高电平无效信号，

进一步的，外部CPU电路可替换为FPGA或者MCU电路。

如图2所示，固态继电器单元6包括固态继电器K1，其具有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚和8脚；固态继电器K1的2脚与第一或门D1的4脚连接，固态继电器K1的4脚与第二或门D2的4脚连接；固态继电器K1的6脚配置用于连接功率地GND；

第二限流单元14包括第一电阻R1和第三电阻R3，其均具有第一端和第二端，第一电阻R1的第一端与固态继电器K1的1脚连接，第一电阻R1的第二端配置用于连接第七外接+5V电源，第三电阻R3的第一端与固态继电器K1的3脚连接，第三电阻R3的第二端与第一电阻R1的第二端连接；

第三电位拉高单元15包括第二电阻R2和第四电阻R4，其均具有第一端和第二端，第二电阻R2的第一端与固态继电器K1的2脚连接，第二电阻R2的第二端与第一电阻R1的第二端连接，第四电阻R4的第一端与固态继电器K1的4脚连接，第四电阻R4的第二端与第一电阻R1的第二端连接；

第二分压单元16包括第五电阻R5和第六电阻R6，其均具有第一端和第二端；第五电阻R5的第一端与固态继电器K1的8脚连接，第五电阻R5的第二端配置用于连接隔离电源A5V，第六电阻R6的第一端与固态继电器K1的7脚连接；

MOSFET功率管单元7包括MOSFET功率管V1，其具有1脚、2脚和3脚，MOSFET功率管V1的1脚与第六电阻R6的第一端连接，MOSFET功率管V1的2脚与第六电阻R6的第二端连接，MOSFET功率管V1的3脚与霍尔电流传感器N1的5脚IP-_1和7脚IP-_2连接；

RC滤波单元17包括第七电阻R7和第一电容C1，其均具有第一端和第二端，第七电阻R7的第一端与第六电阻R6的第二端连接，第七电阻R7的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端与MOSFET功率管V1的3脚连接；

电磁继电器单元8包括电磁继电器K2，其具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；电磁继电器K2的2脚与MOSFET功率管V1的2脚连接，电磁继电器K2的5脚与固态继电器K1的5脚连接，电磁继电器K2的4脚配置用于连接功率电源DC28V；

第三限流单元18包括第八电阻R8，其具有第一端和第二端，第八电阻R8的第一端均与电磁继电器K2的1脚和3脚连接，第八电阻R8的第二端配置用于连接外部电起爆器输入端；

进一步的，MOSFET功率管V1和电磁继电器K2串联，其优点为：避免MOSFET功率管V1漏电流对电起爆器的影响，同时，通过MOSFET功率管V1和电磁继电器K2接通时序控制，避免电磁继电器K2带载闭合引起的触点烧蚀，提高电磁继电器K2使用寿命，该串联结构有效避免单一触点闭合导致起爆电路误动作，实现功率输出端可靠控制；

进一步的，第一电容C1和第七电阻R7组成的RC电路单元，实现MOSFET功率管V1触点保护；

进一步的，第八电阻R8实现功率控制模块的输出信号POUT的电流限制，第八电阻R8的阻值根据电起爆器内部电阻RA、输出线路的阻抗RB、外部功率电源DC28V的电压VA和电起爆器的发火电流IA确定，限流电阻R8阻值计算为R8≤VA/IA-RA-RB，外部功率电源DC28V的电压VA的取值范围为18V～32V，发火电流IA根据具体电起爆器型号确定；

进一步的，MOSFET功率管V1和电磁继电器K2的触点电流IB需满足：IB≥电起爆器的IA/0.7；通过隔离电源A5V实现功率回路与控制电路的隔离。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其形成有功率回路电流，其特征在于，包括：

电流采集模块，其配置用于对所述功率回路电流进行采集转换，得到第一电压信号；

比较模块，其具有两个输入端，所述比较模块的两个输入端分别配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，所述比较模块配置用于将所述第一电压信号和所述参考电压信号进行比较，得到短路保护信号；

逻辑运算模块，其具有四个输入端，分别为第一端，第二端，第三端和第四端，所述第一端配置用于接收短路保护信号，所述第二端配置用于接收第一控制信号，所述第三端配置用于接收短路保护信号，所述第四端配置用于接收第二控制信号，所述逻辑运算模块配置用于将所述短路保护信号分别与所述第一控制信号和所述第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号；

功率控制模块，其具有两个输入端，所述功率控制模块的两个输入端分别配置用于接收所述第三控制信号和所述第四控制信号，所述功率控制模块配置用于通过所述第三控制信号和所述第四控制信号控制所述钝感电起爆器的回路的接通或者关断；

所述功率控制模块包括：固态继电器单元（6）、MOSFET功率管单元（7）和电磁继电器单元（8）；

所述固态继电器单元（6）具有两个输入端，所述固态继电器单元（6）的两个输入端为所述功率控制模块的两个输入端，所述固态继电器单元（6）配置用于输出第五控制信号和第六控制信号；

所述MOSFET功率管单元（7）具有输入端，所述MOSFET功率管单元（7）的输入端配置用于接收所述第五控制信号，所述MOSFET功率管单元（7）配置用于通过所述第五控制信号控制所述钝感电起爆器的回路的接通或者关断；

所述电磁继电器单元（8）具有输入端，所述电磁继电器单元（8）的输入端配置用于接收所述第六控制信号，所述电磁继电器单元（8）配置用于通过所述第六控制信号控制所述钝感电起爆器的回路的接通或者关断。

2.根据权利要求1所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述电流采集模块包括采集转换单元（1）和第一分压单元（2）；

所述采集转换单元（1），其配置用于对所述功率回路电流进行采集转换，得到第二电压信号；

所述第一分压单元（2）具有输入端，所述第一分压单元（2）的输入端配置用于接收第二电压信号，所述第一分压单元（2）配置用于将所述第二电压信号进行分压，得到第一电压信号。

3.根据权利要求2所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述比较模块包括第一限流单元（3）和比较单元（4）；

所述第一限流单元（3）具有两个输入端，所述第一限流单元（3）的两个输入端为所述比较模块的两个输入端，分别配置用于接收第一电压信号和参考电压信号，所述第一限流单元（3）配置用于将所述第一电压信号和所述参考电压信号进行限流，得到限流后的第一电压信号和限流后的参考电压信号；

所述比较单元（4）具有两个输入端，所述比较单元（4）的两个输入端分别配置用于接收限流后的第一电压信号和限流后的参考电压信号，所述比较单元（4）配置用于将限流后的第一电压信号和限流后的参考电压信号进行比较，得到短路保护信号。

4.根据权利要求3所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述逻辑运算模块包括逻辑运算单元（5），所述逻辑运算单元（5）具有四个输入端，所述逻辑运算单元（5）的四个输入端为所述逻辑运算模块的四个输入端，所述逻辑运算单元（5）配置用于将所述短路保护信号分别与所述第一控制信号和所述第二控制信号进行运算，得到第三控制信号和第四控制信号。

5.根据权利要求4所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述电流采集模块还包括第一去耦单元（9），第一滤波单元（10）和第一电位拉高单元（11）；所述第一去耦单元（9）配置用于为采集转换单元（1）供电端进行滤波，所述第一滤波单元（10）配置用于为采集转换单元（1）的输出信号进行滤波处理，所述第一电位拉高单元（11）配置用于使输出所述第二电压信号保持在高电平；

所述比较模块还包括第二去耦单元（12）和第二电位拉高单元（13），所述第二去耦单元（12）配置用于为比较单元（4）的输出信号进行滤波处理，所述第二电位拉高单元（13）配置用于使短路保护信号保持在高电平；

所述功率控制模块还包括第二限流单元（14）、第三电位拉高单元（15）、第二分压单元（16）、RC滤波单元（17）和第三限流单元（18）；所述第二限流单元（14）配置用于对第三控制信号和第四控制信号进行限流处理，所述第三电位拉高单元（15）配置用于使第三控制信号和第四控制信号保持在高电平，所述第二分压单元（16）配置用于对第五输出信号进行分压处理，所述RC滤波单元（17）配置用于对MOSFET功率管单元（7）进行触点保护，所述第三限流单元（18）配置用于功率控制单元的输出信号进行限流。

6.根据权利要求5所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述采集转换单元（1）包括霍尔电流传感器N1，所述霍尔电流传感器N1具有1脚IP+_1、3脚IP+_2、5脚IP-_1、7脚IP-_2、9脚NC1、10脚VCC、11脚NC2、12脚VIOUT、13脚NC3、14脚VFOULT、15脚GND和16脚NC4；所述1脚IP+_1和所述3脚IP+_2均配置用于连接功率电源DC28V，所述15脚GND配置用于连接数字地SGND，所述9脚NC1、所述11脚NC2、所述13脚NC3和所述16脚NC4悬空设置；

所述第一分压单元（2）包括依次串联的第十电阻R10和第十一电阻R11，其均具有第一端和第二端，所述第十电阻R10的第一端与所述12脚VIOUT连接，所述第十电阻R10的第二端与第十一电阻R11的第一端连接，所述第十一电阻R11的第二端配置用于连接数字地SGND；

所述第一去耦单元（9）包括第二电容C2，其具有第一端和第二端，所述第二电容C2的第一端与所述10脚VCC连接，所述第二电容C2的第一端配置用于连接第一外接+5V电源；

所述第一滤波单元（10）包括第三电容C3，其具有第一端和第二端，所述第三电容C3的第一端与所述第二电容C2的第二端连接，所述第三电容C3的第一端配置用于连接数字地SGND，所述第三电容C3的第二端与所述第十电阻R10的第一端连接；

所述第一电位拉高单元（11）包括第九电阻R9，其具有第一端和第二端，所述第九电阻R9的第一端与所述14脚VFOULT连接，所述第九电阻R9的第二端配置用于连接第二外接+5V电源。

7.根据权利要求6所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述第一限流单元（3）包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，其均具有第一端和第二端，所述第十二电阻R12的第一端配置用于连接外部参考信号输出装置，所述第十三电阻R13的第一端与所述第十电阻R10的第二端连接；

所述比较单元（4）包括比较器N2，其具有2脚、3脚、4脚、5脚和12脚；所述比较器N2的4脚与所述第十二电阻R12的第二端连接，所述比较器N2的5脚与所述第十三电阻R13的第二端连接，所述比较器N2的12脚配置用于连接数字地SGND；

所述第二去耦单元（12）包括第四电容C4，其具有第一端和第二端，所述第四电容C4的第一端配置用于连接数字地SGND，所述第四电容C4的第二端与所述比较器N2的3脚，所述第四电容C4的第二端配置用于连接第三外接+5V电源；

所述第二电位拉高单元（13）包括第十四电阻R14，其具有第一端和第二端，第十四电阻R14的第一端与所述比较器N2的2脚连接，所述第十四电阻R14的第二端配置用于连接第四外接+5V电源。

8.根据权利要求7所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述逻辑运算单元（5）包括第一或门D1和第二或门D2，所述第一或门D1具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；所述第一或门D1的1脚与所述比较器N2的2脚连接，所述第一或门D1的2脚配置用于连接外部CPU电路的输出端连接，所述第一或门D1的3脚配置用于连接数字地SGND，所述第一或门D1的5脚配置用于连接第五外接+5V电源；

所述第二或门D2具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；所述第二或门D2的1脚与所述比较器N2的2脚连接，所述第二或门D2的2脚配置用于连接外部CPU电路的另一输出端连接，所述第二或门D2的3脚配置用于连接数字地SGND，所述第二或门D2的5脚配置用于连接第六外接+5V电源。

9.根据权利要求8所述的一种应用于钝感电起爆器的限流保护起爆电路，其特征在于：所述固态继电器单元（6）包括固态继电器K1，其具有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚和8脚；所述固态继电器K1的2脚与所述第一或门D1的4脚连接，所述固态继电器K1的4脚与所述第二或门D2的4脚连接；所述固态继电器K1的6脚配置用于连接功率地GND；

所述第二限流单元（14）包括第一电阻R1和第三电阻R3，其均具有第一端和第二端，所述第一电阻R1的第一端与所述固态继电器K1的1脚连接，所述第一电阻R1的第二端配置用于连接第七外接+5V电源，所述第三电阻R3的第一端与所述固态继电器K1的3脚连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接；

所述第三电位拉高单元（15）包括第二电阻R2和第四电阻R4，其均具有第一端和第二端，所述第二电阻R2的第一端与所述固态继电器K1的2脚连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第四电阻R4的第一端与所述固态继电器K1的4脚连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接；

所述第二分压单元（16）包括第五电阻R5和第六电阻R6，其均具有第一端和第二端；所述第五电阻R5的第一端与所述固态继电器K1的8脚连接，所述第五电阻R5的第二端配置用于连接隔离电源A5V，所述第六电阻R6的第一端与所述固态继电器K1的7脚连接；

所述MOSFET功率管单元（7）包括MOSFET功率管V1，其具有1脚、2脚和3脚，所述MOSFET功率管V1的1脚与所述第六电阻R6的第一端连接，所述MOSFET功率管V1的2脚与所述第六电阻R6的第二端连接，所述MOSFET功率管V1的3脚与所述霍尔电流传感器N1的5脚IP-_1和7脚IP-_2连接；

所述RC滤波单元（17）包括第七电阻R7和第一电容C1，其均具有第一端和第二端，所述第七电阻R7的第一端与所述第六电阻R6的第二端连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述MOSFET功率管V1的3脚连接；

所述电磁继电器单元（8）包括电磁继电器K2，其具有1脚、2脚、3脚、4脚和5脚；所述电磁继电器K2的2脚与所述MOSFET功率管V1的2脚连接，所述电磁继电器K2的5脚与所述固态继电器K1的5脚连接，所述电磁继电器K2的4脚配置用于连接功率电源DC28V；

所述第三限流单元（18）包括第八电阻R8，其具有第一端和第二端，所述第八电阻R8的第一端均与所述电磁继电器K2的1脚和3脚连接，所述第八电阻R8的第二端配置用于连接外部电起爆器输入端。