CN205375058U - 一种控制电流输出的优化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种控制电流输出的优化装置，该种控制电流输出的优化装置为：第一CPU处理器和第二CPU处理器分别用于设定时序要求，并分别获取火工品的引爆条件进行串口通信，据此获取火工品的引爆输出信号，第二CPU处理器控制电子开关电路给计数器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应后，计数器输出高电平数字信号，再将所述高电平数字信号发送至光电耦合器去除脉冲干扰，得到触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆。
Description
技术领域
本实用新型属于电子控制技术领域，特别涉及一种控制电流输出的优化装置，用于控制火工品的爆破，避免误引爆。
背景技术
随着电子信息技术、火工品科学技术的发展，电点火爆破技术越来越多地被用于矿山开采、铁路隧道、航空、航天技术领域，使得电点火爆破技术的安全性和可靠性显得越来越重要；而且，现如今的火工品门类众多，其对应火工品本身的可靠性也较高，并且已经广泛应用于飞机弹射座椅、导弹引信领域，虽然在应用过程中火工品本身可以通过筛选方式提高可靠性，但是由于火工品控制电路及驱动电路的可靠性和安全性不高，以及跟引爆火工品有关的元器件失效、程序失控、电磁干扰，极大影响了火工品控制电路的输出，进而导致火工品误引爆。
发明内容
针对以上所述存在问题，本实用新型的目的在于提出一种控制电流输出的优化装置，该种控制电流的优化装置从安全性、可靠性及经济性角度出发，能够有效控制电流输出，避免火工品误引爆。
为达到上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。
一种控制电流输出的优化装置，包括：
第一CPU处理器、第二CPU处理器、计数器、电子开关电路、电源、光电耦合器、继电器、低压差线性稳压器和火工品；第一CPU处理器包含第一双向端口和第一输出端，第二CPU处理器包含第二双向端口和第二输出端，计数器包含第一输入端、第二输入端和第三输出端，电子开关电路包含第三输入端、电源输入端、第四输出端和第五输出端，火工品包含第四输入端和第五输入端；
电源输出端电连接电子开关电路的电源输入端；第一CPU处理器的第一双向端口双向电连接第二CPU处理器的第二双向端口，第一CPU处理器的第一输出端电连接计数器的第一输入端，第二CPU处理器的第二输出端电连接电子开关电路的第三输入端，电子开关电路的第四输出端电连接计数器的第二输入端，计数器的第三输出端电连接光电耦合器输入端，光电耦合器输出端电连接火工品的第四输入端，电子开关电路的第五输出端电连接低压差线性稳压器输入端，低压差线性稳压器输出端电连接继电器输入端，继电器输出端电连接火工品的第五输出端；
第一CPU处理器和第二CPU处理器分别用于设定时序要求，并分别获取火工品的引爆条件进行串口通信，据此获取火工品的引爆输出信号，第二CPU处理器控制电子开关电路给计数器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应后，计数器输出高电平数字信号，再将所述高电平数字信号发送至光电耦合器去除脉冲干扰，得到触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆；
计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应前，计数器没有输出，此时闭合继电器，然后第二CPU处理器控制电子开关电路给低压差线性稳压器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后低压差线性稳压器将所述时序逻辑控制信号转化为驱动电流信号，所述驱动电流信号经过继电器后输出触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆。
本实用新型的有益效果：本实用新型的一种控制电流输出的优化装置采用串并行交联的矩阵式安全电路，剔除电路本身软、硬件故障造成的误触发，并且能够有效提高电流输出的可靠性和安全性；同时本实用新型将并列2个CPU处理器交叉并相互监督，使得本实用新型的一种可靠控制电流输出的优化装置中任何一个环节出现故障，其他后续操作处理作无法执行，能够进一步提高电流输出的安全性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
图1为本实用新型的一种控制电流输出的优化装置原理框图；
图2为本实用新型的一种控制电流输出的优化装置中的主控模块示意图；
图3为第二CPU处理器的输出信号示意图。
具体实施方式
参照图1，为本实用新型的一种控制电流输出的优化装置原理框图；该种控制电流输出的优化装置，包括：第一CPU处理器、第二CPU处理器、计数器、电子开关电路、电源、光电耦合器、继电器、低压差线性稳压器和火工品；第一CPU处理器包含第一双向端口和第一输出端，第二CPU处理器包含第二双向端口和第二输出端，计数器包含第一输入端、第二输入端和第三输出端，电子开关电路包含第三输入端、电源输入端、第四输出端和第五输出端，火工品包含第四输入端和第五输入端。
电源输出端电连接电子开关电路的电源输入端；第一CPU处理器的第一双向端口双向电连接第二CPU处理器的第二双向端口，第一CPU处理器的第一输出端电连接计数器的第一输入端，第二CPU处理器的第二输出端电连接电子开关电路的第三输入端，电子开关电路的第四输出端电连接计数器的第二输入端，计数器的第三输出端电连接光电耦合器输入端，光电耦合器输出端电连接火工品的第四输入端，电子开关电路的第五输出端电连接低压差线性稳压器输入端，低压差线性稳压器输出端电连接继电器输入端，继电器输出端电连接火工品的第五输出端。
第一CPU处理器和第二CPU处理器分别用于设定时序要求，并分别获取火工品的引爆条件进行串口通信，据此获取火工品的引爆输出信号，第二CPU处理器控制电子开关电路给计数器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应后，计数器输出高电平数字信号，再将所述高电平数字信号发送至光电耦合器去除脉冲干扰，得到触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆。
计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应前，计数器没有输出，此时闭合继电器，然后第二CPU处理器控制电子开关电路给低压差线性稳压器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后低压差线性稳压器将所述时序逻辑控制信号转化为驱动电流信号，所述驱动电流信号经过继电器后输出触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆；其中，所述控制电流输出的优化装置还包括电源，所述电源分别电连接计数器、光电耦合器和第二CPU处理器，并分别为所述计数器、光电耦合器和第二CPU处理器供电。
具体地，参照图2，为本实用新型的一种控制电流输出的优化装置中的主控模块示意图；该主控模块包括第一CPU处理器、第二CPU处理器、电子开关电路、第一外部时钟、第二外部时钟、计数器；第二CPU处理器包含一个输入端、一个输出端和一个双向端口，电子开关电路包含两个输入端和一个输出端，计数器包含两个输入端，第一CPU处理器包含一个输入端、一个输出端和一个双向端口。
第一外部时钟输出端电连接第二CPU处理器输入端，第二CPU处理器输出端电连接电子开关电路输入端，第二外部时钟输出端电连接第一CPU处理器输入端，第一CPU处理器双向端口电连接第二CPU处理器双向端口，计数器的两个输入端分别电连接电子开关电路输出端和第一CPU处理器输出端。
第一CPU处理器和第二CPU处理器分别为C8051F314处理器，且分别是完全集成的混合信号片上的系统型MCU芯片,具有片内上电复位、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器；此外，第一CPU处理器和第二CPU处理器内分别集成了时钟振荡器，但为了提高时钟精度即环境适应性，本实施例选用两个外部晶体分别为第一CPU处理器和第二CPU处理器提供时钟，所述两个外部晶体分别为第一外部时钟和第二外部时钟。
第一外部时钟和第二外部时钟分别为第二CPU处理器和第一CPU处理器提供时钟，第二CPU处理器获取时钟后控制电子开关电路给计数器供电并用于设定时序要求；同时第一CPU处理器获取时钟后用于设定时序要求，然后第一CPU处理器和第二CPU处理器分别获取火工品的引爆条件进行串口通信，据此获取火工品的引爆输出信号，第二CPU处理器将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应后，计数器输出高电平数字信号，第一CPU处理器和第二CPU处理器分别为独立的CPU处理器，本实用新型的一种可靠控制电流输出的优化装置需要第一CPU处理器和第二CPU处理器同时从输入的引爆条件中获取收到命令或信号时，才能启动。
其中，第一CPU处理器和第二CPU处理器分别需要进行串口通信，用于分别确定第一CPU处理器和第二CPU处理器工作正常，且所述串口通信必须实施进行，周期为1ms，这样能够避免主控模块失效引起的误动作；
本实施例中，计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应前，计数器没有输出，此时闭合继电器，然后第二CPU处理器根据所述时序逻辑控制信号控制电子开关电路给低压差线性稳压器(LDO)提供5V电压，低压差线性稳压器(LDO)将该5V电压转化为3.3V电压后发送至继电器，获得触发火工品电流，再将所述触发火工品电流发送至火工品进行引爆。
参照图3，为第二CPU处理器的输出信号示意图；第二CPU处理器将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，当计数器的预置数自适应调整到与第二CPU处理器的时序逻辑控制信号相对应后输出高电平数字信号。
火工品没有启动之前，火工品两端接地，且在计数器没有输出时，闭合继电器，然后第二CPU处理器根据所述时序逻辑控制信号控制电子开关电路给低压差线性稳压器供电，并且低压差线性稳压器输出驱动电流信号，所述驱动电流信号经过继电器后输出触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至达火工品进行引爆；其中，火工品外接火工品限流电阻，使得触发火工品电流信号在发送至火工品前先经过火工品限流电阻，经过火工品限流电阻后的触发火工品电流信号，其电流为5A—20A，瞬时功率为200W；当经过火工品限流电阻后的触发火工品电流信号的电流超过5A—20A时，火工品限流电阻阻值为无限大；当5A—20A的电流发送至火工品时，则引爆火工品。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围；这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种控制电流输出的优化装置，其特征在于，包括：第一CPU处理器、第二CPU处理器、计数器、电子开关电路、电源、光电耦合器、继电器、低压差线性稳压器和火工品；第一CPU处理器包含第一双向端口和第一输出端，第二CPU处理器包含第二双向端口和第二输出端，计数器包含第一输入端、第二输入端和第三输出端，电子开关电路包含第三输入端、电源输入端、第四输出端和第五输出端，火工品包含第四输入端和第五输入端；
电源输出端电连接电子开关电路的电源输入端；第一CPU处理器的第一双向端口双向电连接第二CPU处理器的第二双向端口，第一CPU处理器的第一输出端电连接计数器的第一输入端，第二CPU处理器的第二输出端电连接电子开关电路的第三输入端，电子开关电路的第四输出端电连接计数器的第二输入端，计数器的第三输出端电连接光电耦合器输入端，光电耦合器输出端电连接火工品的第四输入端，电子开关电路的第五输出端电连接低压差线性稳压器输入端，低压差线性稳压器输出端电连接继电器输入端，继电器输出端电连接火工品的第五输出端；
第一CPU处理器和第二CPU处理器分别用于设定时序要求，并分别获取火工品的引爆条件进行串口通信，据此获取火工品的引爆输出信号，第二CPU处理器控制电子开关电路给计数器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应后，计数器输出高电平数字信号，再将所述高电平数字信号发送至光电耦合器去除脉冲干扰，得到触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆；
计数器根据所述时序逻辑控制信号自适应调整预置数，并当预置数与所述时序逻辑控制信号相对应前，计数器没有输出，此时闭合继电器，然后第二CPU处理器控制电子开关电路给低压差线性稳压器供电，并将所述火工品的引爆输出信号转化为时序逻辑控制信号，然后低压差线性稳压器将所述时序逻辑控制信号转化为驱动电流信号，所述驱动电流信号经过继电器后输出触发火工品电流信号，最后将所述触发火工品电流信号发送至火工品进行引爆。
2.如权利要求1所述的一种控制电流输出的优化装置，其特征在于，所述控制电流输出的优化装置还包括电源，所述电源分别电连接计数器、光电耦合器和第二CPU处理器，并分别为所述计数器、光电耦合器和第二CPU处理器供电。
3.如权利要求1所述的一种控制电流输出的优化装置，其特征在于，所述第一CPU处理器和所述第二CPU处理器分别为C8051F314处理器。
4.如权利要求1所述的一种控制电流输出的优化装置，其特征在于，所述计数器为CD40161BMN计数器。
5.如权利要求1所述的一种控制电流输出的优化装置，其特征在于，所述低压差线性稳压器为IRF5851低压差线性稳压器。
6.如权利要求1所述的一种控制电流输出的优化装置，其特征在于，所述继电器为KJRC-089M-005继电器。
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| CN201620093740.9U CN205375058U (zh) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | 一种控制电流输出的优化装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113911301A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-11 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种引爆装置 |
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2016
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| CN113911301A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-11 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种引爆装置 |
| CN113911301B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-02-21 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种引爆装置 |
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| GR01 | Patent grant |