CN205748139U - 一种用于电子雷管的起爆电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电子雷管的起爆电路,包括主机、全桥整流电路、通讯芯片U1、单片机U2、电压转换器、电阻R1、开关S1、电容C3、电阻R2、开关S2、起爆电阻R3和开关S3。本实用新型在起爆电阻R3的支路并联一条由电阻R2和开关S2组成的支路，以及在电阻R2的支路和起爆电阻R3的支路并联形成的电路上再串联一个电阻R1，均对起爆电阻R3起到了分流的作用，使流经起爆电阻R3的电流减少，也就减少了整个电子雷管误起爆的概率。

Description

一种用于电子雷管的起爆电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种用于电子雷管的起爆电路。

背景技术

电火工品是以电能为初始激发能量而引起火工品内部药剂燃烧或爆炸，根据电能引燃药剂的方式不同，有桥丝式、火花式等多种火工品，但最为常用的是桥丝式电火工品。其特点是发火能量小、瞬发性好、性能容易控制，在民爆行业中有大量使用。电子雷管采用的是桥丝式，其起爆的实质就是：将电能转化为热能、桥丝热能对药剂的传递和药剂的热爆炸(燃烧)，现有的电子雷管的起爆电路容易发生误起爆。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于电子雷管的起爆电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供了一种用于电子雷管的起爆电路，包括主机、全桥整流电路、通讯芯片U1、单片机U2、电压转换器、电阻R1、开关S1、电容C3、电阻R2、开关S2、起爆电阻R3和开关S3；

所述主机通过总线接线端J1与所述全桥整流电路电连接，所述全桥整流电路通过通讯芯片U1与所述单片机U2连接，所述全桥整流电路还通过所述电压转换器与所述单片机U2连接，所述电阻R1一端连接所述全桥整流 电路和所述通讯芯片U1的公共端，所述电阻R1的另一端连接开关S1的一端，所述电容C3单独为第一支路，所述电阻R2和所述开关S2串联组成第二支路，所述起爆电阻R3和所述开关S3组成第三支路，所述第一支路、第二支路和第三支路的一端均接地，另一端均连接所述开关S1的另一端。

本实用新型的有益效果为：在起爆电阻R3的支路并联一条由R2和开关S2组成的支路，以及在电阻R2的支路和起爆电阻R3的支路并联形成的电路上再串联一个电阻R1，均对起爆电阻R3起到了分流的作用，使流经起爆电阻R3的电流减少，也就减少了整个电子雷管误起爆的概率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作如下改进。

进一步的，所述开关S1包括一个PMOS场效应管、一个NMOS场效应管、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，所述PMOS场效应管的栅极和源极分别接电阻R4的两端，所述PMOS场效应管的源极还与所述电阻R1连接，所述PMOS场效应管的漏极通过电阻R8与电容C3连接，所述NMOS场效应管的栅极通过电阻R7与所述单片机U2连接，所述NMOS场效应管的栅极通过电阻R6与NMOS场效应管的源极连接且接地，所述NMOS场效应管的漏极通过R5与所述PMOS场效应管的栅极连接。

进一步的，所述电压转换器包括半波整流电路、低压差线性稳压器U3、电容C1和电容C2，所述半波整流电路包括二极管D5和二极管D6，所述二极管D5的阴极和二极管D6的阴极连接且连接低压差线性稳压器U3和电容C1，所述二极管D5的阳极连接所述通讯芯片U1的引脚1，所述二极管D6的阳极连接所述电容C3，所述低压差线性稳压器U3还连接电容C2。

所述进一步的有益效果为：电压转换器将主机提供的电压转换为单片机工作所需的电压，适应电子雷管的工作电压。

进一步的，所述低压差线性稳压器U3包括包括5个引脚，引脚1和引脚3分别连接电容C2的两端，引脚5连接所述电容C1的一端，电容C1的 另一端接地，引脚1还接地，引脚3与所述单片机U2的引脚1连接。

所述进一步的有益效果为：使用低压差线性稳压器U3，使得整个电路的功耗低。

进一步的，所述开关S2包括三极管Q1和电阻R9，所述三极管Q1的基极通过电阻R9接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R2和电阻R8与PMOS场效应管的漏极连接。

进一步的，所述开关S3包括三极管Q2和电阻R10，所述三极管Q2的基极通过电阻R10接地，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过电阻R10和电阻R8与PMOS场效应管的漏极连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的一种用于电子雷管的起爆电路的连接框图；

图2为起爆电路的具体电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1、一种用于电子雷管的起爆电路。

参见图1，本实施例提供的起爆电路包括主机、全桥整流电路、通讯芯片U1、单片机U2、电压转换器、电阻R1、开关S1、电容C3、电阻R2、开关S2、起爆电阻R3和开关S3；所述主机通过总线接线端J1与所述全桥整流电路电连接，所述全桥整流电路通过通讯芯片U1与所述单片机U2连接，所述全桥整流电路还通过所述电压转换器与所述单片机U2连接，所述电阻R1一端连接所述全桥整流电路和所述通讯芯片U1的公共端，所述电阻R1 的另一端连接开关S1的一端，所述电容C3单独为第一支路，所述电阻R2和所述开关S2串联组成第二支路，所述起爆电阻R3和所述开关S3组成第三支路，所述第一支路、第二支路和第三支路的一端均接地，另一端均连接所述开关S1的另一端。

其中，参见图2，所述全桥整流电路1由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成，所述二极管D1的阳极与所述二极管D2的阳极连接且接地，所述二极管D3的阴极与所述二极管D4的阴极连接且与所述电压转换器2连接，所述二极管D1的阴极与所述二极管D3的阳极连接且与总线接线端J1的一个端口连接，所述二极管D2的阴极与所述二极管D4的阳极连接且与总线接线端J1的另一个端口连接。主机通过总线接线端J1发送的指令信号经过全桥整流电路1整流后通过通讯芯片U1的VIN引脚1输入，通过通讯芯片U1的RX引脚4输出给单片机U2的RXD端，当单片机U2接收到指令后，将应答信号通过单片机U2的TXD端口发送给通讯芯片U1的TX端，进而返回给主机。主机通过总线接线端J1提供的24V电压经过电压转换器2转换为3.3V，为单片机U2提供电压。

所述通讯芯片U1包括VIN引脚1、GND引脚2、TX引脚3和RX引脚4，所述通讯芯片的引脚1连接在所述全桥整流电路1和所述电压转换器2之间，引脚2接地，引脚3和引脚4与所述单片机U2的对应引脚连接。所述单片机U2包括VCC引脚1、RXD引脚2、TXD引脚3、PA0引脚4、PA2引脚5、PA1引脚6、PA3引脚7和GND引脚8，所述单片机U2的引脚1接接所述电压转换器2，引脚2接所述通讯芯片U1的引脚4，引脚3接所述通讯芯片芯片U1的引脚3，引脚4接所述开关S1，引脚5接所述开关S3，引脚6接所述开关S2，引脚8接地。

所述电压转换器2包括半波整流电路、低压差线性稳压器U3、电容C1和电容C2，所述半波整流电路有二极管D5和二极管D6组成，所述二极管 D5的阴极和二极管D6的阴极连接且连接低压差线性稳压器U3和电容C1，所述二极管D5的阳极连接所述通讯芯片U1的引脚1，所述二极管D6的阳极连接所述电容C3，所述低压差线性稳压器U3还连接电容C2。所述低压差线性稳压器U3包括包括5个引脚，引脚1和引脚3分别连接电容C2的两端，引脚5连接所述电容C1的一端，电容C1的另一端接地，引脚1还接地，引脚3与所述单片机U2的引脚1连接。

所述开关S1包括一个PMOS场效应管、一个NMOS场效应管、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，所述PMOS场效应管的栅极和源极分别接电阻R4的两端，所述PMOS场效应管的源极还与所述电阻R1连接，所述PMOS场效应管的漏极通过电阻R8与电容C3连接，所述NMOS场效应管的栅极通过电阻R7与所述单片机U2的引脚4连接，所述NMOS场效应管的栅极通过电阻R6与NMOS场效应管的源极连接且接地，所述NMOS场效应管的漏极通过R5与所述PMOS场效应管的栅极连接。所述开关S2包括三极管Q1和电阻R9，所述三极管Q1的基极通过电阻R9接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R2和电阻R8与PMOS场效应管的漏极连接。所述开关S3包括三极管Q2和电阻R10，所述三极管Q2的基极通过电阻R10接地，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过电阻R10和电阻R8与PMOS场效应管的漏极连接。

采用本实施例提供的用于电子雷管的起爆电路的工作原理为：开关S1内部集成了一个PMOS场效应管和一个NMOS场效应管，NMOS场效应管的栅极(G极)由单片机U2的PA0引脚4控制，单片机U2上电后，PA0引脚4输出低电平，开关S1中的NMOS场效应管的源极(S极)接地，漏极(D极)接电阻R5，NMOS场效应管不导通，PMOS场效应管的栅极(G极)和源极(S极)分别接电阻R4两端，PMOS场效应管的栅极(G极)为 高电平，PMOS场效应管不导通；在收到主机的充电指令后，单片机U2的PA0引脚4输出高电平，NMOS场效应管导通，PMOS场效应管的栅极(G极)通过电阻R4和电阻R5分压使得PMOS场效应管的栅极(G极)电压比源极(S极)电压低，PMOS场效应管导通。总线电压通过电阻R1给电容C3充电。

单片机U2通过控制三极管Q1和三极管Q2的栅极(G极)的高低电平控制三极管Q1和三极管Q2的通断。

当电子雷管挂接到总线上后，单片机U2上电，单片机U2的PA0引脚4输出低电平，PA1引脚6输出高电平，PA2引脚5输出低电平。在收到起爆指令后，单片机U2的PA0引脚4输出高电平，PA1引脚6输出低电平，PA2引脚5输出低电平，总线电压通过开关S1的PMOS场效应管为电容C3充电。主机在发完起爆指令后，总线上的24V电源断开，电子雷管只能通过电容C3进行供电，在收到起爆指令后，单片机U2的PA0引脚4输出低电平，开关S1的PMOS场效应管断开，PA1引脚6输出低电平，PA2引脚5输出低电平，计时器开始计时，在计时时间到后PA2引脚6输出高电平，通过电容C3对起爆电阻R3进行放电，引爆起爆电阻R3进行起爆。

电子雷管挂接到24V的总线上，就存在误起爆的可能，本实施例提供的起爆电路能够尽量避免误爆情况的发生。当电子雷管上电后，通过单片机U2控制开关S1的PMOS场效应管关断，保证总线的24V电压不会蹿到起爆电阻R3上；其次，即使开关S1的PMOS场效应管因某种原因导通了，但是三极管Q1是导通的，三极管Q2是关闭的，起爆电阻R3不会流过电流，因此电阻R3不会起爆。即使开关S1在未知原因的情况下导通了，同时三极管Q2也由于未知原因导通了，那么经过电阻R1的限流，流过起爆电阻R3的电流也很小，例如，电阻R1为1K，电阻R2为7Ω，起爆电阻R3也为7Ω，则流过起爆电阻R3的电流为(24V/(1000+7)Ω＝0.024A)，此时如果三极管Q2 还是正常工作的，可以进一步减小流过起爆电阻R3的电流，因此，整个电路减少了电子雷管误起爆的概率。

本实用新型提供的一种用于电子雷管的起爆电路，在起爆电阻R3的支路并联一条由电阻R2和开关S2组成的支路，以及在电阻R2的支路和起爆电阻R3的支路并联形成的电路上再串联一个电阻R2，均对起爆电阻R3起到了分流的作用，使流经起爆电阻R3的电流减少，也就减少了整个电子雷管误起爆的概率；电压转换器将主机提供的电压转换为单片机工作所需的电压，适应电子雷管的工作电压；在电压转换器中使用低压差线性稳压器U3，使得整个电路的功耗低。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于电子雷管的起爆电路，其特征在于，包括主机、全桥整流电路、通讯芯片U1、单片机U2、电压转换器、电阻R1、开关S1、电容C3、电阻R2、开关S2、起爆电阻R3和开关S3；

所述主机通过总线接线端J1与所述全桥整流电路电连接，所述全桥整流电路通过通讯芯片U1与所述单片机U2连接，所述全桥整流电路还通过所述电压转换器与所述单片机U2连接，所述电阻R1一端连接所述全桥整流电路和所述通讯芯片U1的公共端，所述电阻R1的另一端连接开关S1的一端，所述电容C3单独为第一支路，所述电阻R2和所述开关S2串联组成第二支路，所述起爆电阻R3和所述开关S3组成第三支路，所述第一支路、第二支路和第三支路的一端均接地，另一端均连接所述开关S1的另一端。

2.如权利要求1所述的用于电子雷管的起爆电路，其特征在于，所述开关S1包括一个PMOS场效应管、一个NMOS场效应管、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，所述PMOS场效应管的栅极和源极分别接电阻R4的两端，所述PMOS场效应管的源极还与所述电阻R1连接，所述PMOS场效应管的漏极通过电阻R8与电容C3连接，所述NMOS场效应管的栅极通过电阻R7与所述单片机U2连接，所述NMOS场效应管的栅极通过电阻R6与NMOS场效应管的源极连接且接地，所述NMOS场效应管的漏极通过R5与所述PMOS场效应管的栅极连接。

3.如权利要求2所述的用于电子雷管的起爆电路，其特征在于，所述电压转换器包括半波整流电路、低压差线性稳压器U3、电容C1和电容C2，所述半波整流电路包括二极管D5和二极管D6，所述二极管D5的阴极和二极管D6的阴极连接且连接低压差线性稳压器U3和电容C1，所述二极管D5的阳极连接所述通讯芯片U1的引脚1，所述二极管D6的阳极连接所述电容C3，所述低压差线性稳压器U3还连接电容C2。

4.如权利要求3所述的用于电子雷管的起爆电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器U3包括包括5个引脚，引脚1和引脚3分别连接电容C2的两端，引脚5连接所述电容C1的一端，电容C1的另一端接地，引脚1还接地，引脚3与所述单片机U2的引脚1连接。

5.如权利要求4所述的用于电子雷管的起爆电路，其特征在于，所述开关S2包括三极管Q1和电阻R9，所述三极管Q1的基极通过电阻R9接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R2和电阻R8与PMOS场效应管的漏极连接。

6.如权利要求5所述的用于电子雷管的起爆电路，其特征在于，所述开关S3包括三极管Q2和电阻R10，所述三极管Q2的基极通过电阻R10接地，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过电阻R10和电阻R8与PMOS场效应管的漏极连接。