CN203151457U - 发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，包括起爆电路和放电电路，所述起爆电路包括依次连接的起爆控制电压输入端子、起爆电子开关驱动电路、起爆电子开关器件和起爆电路输出端子，所述放电电路包括依次连接的放电控制电压输入端子、放电电子开关驱动电路、放电电子开关器件和放电电路输出端子。本实用新型可精确地控制安全供电时间，使用寿命长，无机械损耗，无需频繁维护，且内阻小、无机械触点的抖动效应，起爆器能量转化率高，代替传统的机械式毫秒开关，可以提供多种控制方式而不限于爆破人员近距离手动操作，可以为传统发爆器提供远程控制等扩展空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子开关，尤其涉及一种矿山爆破中发爆器专用的光控高压无火花全控双电子开关。
背景技术
爆破工作是一项危险性比较大的工作，安全至关重要。当前采用的电容式发爆器，主要采用机械式毫秒开关来完成充电、起爆和放电的工作流程。出于对安全的考虑，国家标准GB7958-2000规定，发爆器的安全供电时间不大于4ms，输出引燃冲量应在8.7A2·ms与12.0A2·ms之间。
现有的机械式毫秒式开关，主要采用机械触点的开关形式，并采用弹簧控制开关的时间参数。在使用过程中，存在以下缺点：
1、机械式开关的触点暴露在外部，容易受外部环境影响，出现磨损、生锈、高压放电火花烧毁触点、混入异物等情况，造成机械开关旋转不灵活、开关失效、接触不良、工作可靠性差等情况。
2、作为机械式的触点和传动结构，经过长时间、频繁的使用后，容易出现疲劳现象影响机械性能，从而引起输出参数，如供电时间和输出冲量发生变化。
3、无法准确调整供电时间参数，时间参数的精度不高。
4、机械式触点开关内阻较大，且在闭合时，如遇机械制造工艺的限制，会产生抖动，造成输出电流不稳定。
实用新型内容
为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，具有可靠性高、输出参数误差较小、不易损耗等优点。
本实用新型采用的技术方案为：一种发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，包括起爆电路和放电电路，所述起爆电路包括依次连接的起爆控制电压输入端子、起爆电子开关驱动电路、起爆电子开关器件和起爆电路输出端子，所述放电电路包括依次连接的放电控制电压输入端子、放电电子开关驱动电路、放电电子开关器件和放电电路输出端子。
所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件的耐压范围优选为600-4500V，额定电流范围优选为5-800A。
所述起爆电子开关驱动电路和放电电子开关驱动电路的输入级与输出级的耐压优选不低于5000V。
所述起爆电路中还可以设有起爆电路限流电阻，所述放电电路中还可以设有放电电路限流电阻，所述起爆电路限流电阻的阻值范围优选为2-300Ω，所述放电电路限流电阻的阻值范围优选为1k-100kΩ。
所述起爆电子开关驱动电路和放电电子开关驱动电路的输入级可以为光电耦合器。
所述起爆电路和放电电路的电压输入端可以设有共用的接地端，所述起爆电路和放电电路的输出端可以设有共用的公共接线端。
所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件可以为IGBT、IGCT或MOS管。
本实用新型的有益效果：
1、可以精确可靠地控制4ms的安全供电时间，精度可以达到1/1000，并且不受人为和环境因素影响；
2、使用寿命长，无机械损耗，长时间使用不会明显降低性能，无需频繁维护与更换；
3、内阻小且无机械触点的抖动效应，起爆时消耗在开关上的能量小，发爆器能量转化率高；
4、采用光电耦合器隔离起爆控制电压输入与起爆电子开关器件，EMC性能好，不会对起爆控制电压造成大的电磁干扰，保证发爆器能稳定工作；
5、以电子开关代替传统的机械式毫秒开关，可以提供多种控制方式而不限于爆破人员近距离手动操作，可以为传统发爆器提供远程控制等扩展空间。
附图说明
图1是本实用新型的起爆电子开关器件和放电电子开关器件为IGBT时的电路结构图；
图2是本实用新型的起爆电子开关器件和放电电子开关器件为IGCT时的电路结构图；
图3是本实用新型的起爆电子开关器件和放电电子开关器件为MOS管时的电路结构图。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本实用新型提供了一种发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，包括起爆电路和放电电路，所述起爆电路包括依次连接的起爆控制电压输入端子P21、起爆电子开关驱动电路DR1、起爆电子开关器件T1和起爆电路输出端子P12，所述放电电路包括依次连接的放电控制电压输入端子P22、放电电子开关驱动电路DR2、放电电子开关器件T2和放电电路输出端子P11。所述起爆控制电压输入端子和放电控制电压输入端子分别连接相应的电源。
所述起爆电路和放电电路的电压输入端可以设有共用的接地端P23，所述起爆电路和放电电路的输出端可以设有共用的公共接线端P13。P11和P13与发爆器的储能电容相连，P12和P13与待起爆雷管相连。
所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件的耐压范围优选为600-4500V，额定电流范围优选为5-800A。
所述起爆电子开关驱动电路和放电电子开关驱动电路的输入级与输出级的耐压优选不低于5000V。
所述起爆电路中还可以设有起爆电路限流电阻R1，所述放电电路中还可以设有放电电路限流电阻R2，所述起爆电路限流电阻的阻值范围优选为2-300Ω，所述放电电路限流电阻的阻值范围优选为1k-100kΩ。
所述起爆电子开关驱动电路和放电电子开关驱动电路的输入级可以为光电耦合器。
所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件可以为IGBT、IGCT或MOS管。
如图1所示，当T1和T2为IGBT时，所述发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关的具体电路结构为：P11连接R1的一端和R2的一端，R1的另一端连接T1的C极，T1的E极连接P12，R2的另一端连接T2的C极，T2的E极连接P13，T1的G极和E极连接DR1的输出，DR1的正输入端连接P23，负输入端P21，T2的G极和E极连接DR2的输出，DR2的正输入端连接P23，负输入端连接P22。
如图2所示，当T1和T2为IGCT时，所述发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关的具体电路结构为：P11连接R1的一端和R2的一端，R1的另一端连接T1的D极，T1的S极连接P12，R2的另一端连接T2的D极，T2的S极连接P13，T1的G极和S极连接DR1的输出，DR1的正输入端连接P23，负输入端P21，T2的G极和S极连接DR2的输出，DR2的正输入端连接P23，负输入端连接P22。
如图3所示，当T1和T2为MOS管时，所述发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关的具体电路结构为：P11连接R1的一端和R2的一端，R1的另一端连接T1的D极，T1的S极连接P12，R2的另一端连接T2的D极，T2的S极连接P13，T1的G极和S极连接DR1的输出，DR1的正输入端连接P23，负输入端P21，T2的G极和S极连接DR2的输出，DR2的正输入端连接P23，负输入端连接P22。
本实用新型使用时，通过控制起爆电路和放电电路的电压输入来控制发爆器的关断、起爆和放电泄流动作。需要关断时，P21和P22电平置高，DR1和DR2控制T1和T2关断。需要起爆时，P21置低电平，DR1控制T1导通，储能电容放电，引爆雷管。到达预定时间后（一般为4ms），P21电平置高，T1关断，同时P22电平置低，T2导通，将电容的剩余电量放掉，起爆动作结束。
Claims (10)
1.一种发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于包括起爆电路和放电电路，所述起爆电路包括依次连接的起爆控制电压输入端子、起爆电子开关驱动电路、起爆电子开关器件和起爆电路输出端子，所述放电电路包括依次连接的放电控制电压输入端子、放电电子开关驱动电路、放电电子开关器件和放电电路输出端子。
2.如权利要求1所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件的耐压范围为600-4500V，额定电流范围为5-800A。
3.如权利要求2所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电子开关驱动电路和放电电子开关驱动电路的输入级与输出级的耐压不低于5000V。
4.如权利要求1、2或3所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电路中还设有起爆电路限流电阻，所述放电电路中还设有放电电路限流电阻，所述起爆电路限流电阻的阻值范围为2-300Ω，所述放电电路限流电阻的阻值范围为1k-100kΩ。
5.如权利要求4所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电子开关驱动电路和放电电子开关驱动电路的输入级为光电耦合器。
6.如权利要求5所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电路和放电电路的电压输入端设有共用的接地端，所述起爆电路和放电电路的输出端设有共用的公共接线端。
7.如权利要求6所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件为IGBT、IGCT或MOS管。
8.如权利要求7所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述起爆电子开关器件和放电电子开关器件为IGBT，所述发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关的具体电路结构为：所述放电电路输出端子连接所述起爆电路限流电阻的一端和放电电路限流电阻的一端，所述起爆电路限流电阻的另一端连接所述起爆电子开关器件的C极，所述起爆电子开关器件的E极连接所述起爆电路输出端子，所述放电电路限流电阻的另一端连接所述放电电子开关器件的C极，所述放电电子开关器件的E极连接所述公共接线端，所述起爆电子开关器件的G极和E极连接所述起爆电子开关驱动电路的输出，所述起爆电子开关驱动电路的正输入端连接所述接地端，负输入端连接所述起爆控制电压输入端子，所述放电电子开关器件的G极和E极连接所述放电电子开关驱动电路的输出，所述放电电子开关驱动电路的正输入端连接所述接地端，负输入端连接所述放电控制电压输入端子。
9.如权利要求7所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述发爆电子开关器件和放电电子开关器件为IGCT，所述发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关的具体电路结构为：所述放电电路输出端子连接所述起爆电路限流电阻的一端和放电电路限流电阻的一端，所述起爆电路限流电阻的另一端连接所述起爆电子开关器件的D极，所述起爆电子开关器件的S极连接所述起爆电路输出端子，所述放电电路限流电阻的另一端连接所述放电电子开关器件的D极，所述放电电子开关器件的S极连接所述公共接线端，所述起爆电子开关器件的G极和S极连接所述起爆电子开关驱动电路的输出，所述起爆电子开关驱动电路的正输入端连接所述接地端，负输入端连接所述起爆控制电压输入端子，所述放电电子开关器件的G极和S极连接所述放电电子开关驱动电路的输出，所述放电电子开关驱动电路的正输入端连接所述接地端，负输入端连接所述放电控制电压输入端子。
10.如权利要求7所述的发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关，其特征在于所述发爆电子开关器件和放电电子开关器件为MOS管，所述发爆器专用光控高压无火花全控双电子开关的具体电路结构为：所述放电电路输出端子连接所述起爆电路限流电阻的一端和放电电路限流电阻的一端，所述起爆电路限流电阻的另一端连接所述起爆电子开关器件的D极，所述起爆电子开关器件的S极连接所述起爆电路输出端子，所述放电电路限流电阻的另一端连接所述放电电子开关器件的D极，所述放电电子开关器件的S极连接所述公共接线端，所述起爆电子开关器件的G极和S极连接所述起爆电子开关驱动电路的输出，所述起爆电子开关驱动电路的正输入端连接所述接地端，负输入端连接所述起爆控制电压输入端子，所述放电电子开关器件的G极和S极连接所述放电电子开关驱动电路的输出，所述放电电子开关驱动电路的正输入端连接所述接地端，负输入端连接所述放电控制电压输入端子。
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