KR100763558B1 - Ebw triggering device for satellite launch vehicle - Google Patents

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KR100763558B1
KR100763558B1 KR1020060117707A KR20060117707A KR100763558B1 KR 100763558 B1 KR100763558 B1 KR 100763558B1 KR 1020060117707 A KR1020060117707 A KR 1020060117707A KR 20060117707 A KR20060117707 A KR 20060117707A KR 100763558 B1 KR100763558 B1 KR 100763558B1
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마근수
임유철
김명환
이재득
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한국항공우주연구원
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Abstract

An EBW(Exploding BridgeWire) triggering device for a satellite launch vehicle is provided to prevent excessive design of a system and reduce the manufacturing cost by charging a triggering capacitor by using constant voltage. An EBW(Exploding BridgeWire) triggering device for a satellite launch vehicle comprises a flyback conversion section(110) including a flyback transformer and a semiconductor switch to convert input DC into AC. A boosting section(120) comprises a plurality of diodes and capacitors to boost the AC converted by the flyback conversion section to DC output voltage. A triggering capacitor section(130) charges the output voltage boosted by the boosting section. A switch section(150) comprises a trigger circuit unit(152) to supply or block the output voltage charged by the triggering capacitor section.

Description

위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치{EBW triggering device for satellite launch vehicle}Explosive bridgewire detonator for satellite launch vehicles {EBW triggering device for satellite launch vehicle}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치의 구성도,1 is a block diagram of an explosive bridge wire detonator for a satellite launch vehicle according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 회로구성도이다.FIG. 2 is a circuit diagram of FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100...위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치 100 ... Explosive Bridgewire Detonators for Satellite Launchers

110...플라이백 변환부 120...승압부110 Flyback converter 120 Booster

130...기폭캐패시터부 140...충전모니터부130 ... Detonation capacitor section 140 ... Charging monitor section

150...스위치부 151...스위치150 Switch section 151 Switch

152...트리거회로부 160...피드백회로부152 ... trigger circuit section 160 ... feedback circuit section

161...비교기 162...포토커플러161 ... Comparators 162 ... Photocouplers

163...PWM제어기163 ... PWM controller

본 발명은 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어(EBW;Exploding Bridgewire) 기 폭장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위성발사체에 포함되는 EBW 폭약을 고공 비행중에 안전하게 기폭하기 위한 폭발성 브릿지와이어 기폭장치에 관한 것이다.The present invention relates to an explosive bridgewire (EBW) detonator for satellite launchers, and more particularly to an explosive bridgewire detonator for detonating EBW explosives contained in the satellite launch vehicle safely during high-air flight.

일반적으로, 위성발사체에서 발생되는 주요 이벤트에 해당되는 단분리, 페어링분리, 위성분리, 비행중지 등의 동작은 핫 브릿지와이어(Hot Bridgewire;이하 HWB) 혹은 폭발성 브릿지와이어(이하 EBW) 화약의 기폭에 의하여 개시될 수 있다.In general, operations such as single separation, pairing separation, satellite separation, and suspension of flight, which are major events occurring in the satellite launch vehicle, are caused by the explosion of a hot bridgewire (HWB) or explosive bridgewire (EBW) powder. It may be initiated by.

그 중에서 상기 EBW 화약은 약 600A 이상의 고전류에 의하여 착화되므로 외부의 잡음에 상당히 둔감한 소자이며, 이러한 상기 EBW 화약은 고가의 위성발사체 혹은 탄도/유도미사일과 같은 무기시스템에 적합한 기폭 화약에 해당된다.Among them, the EBW gunpowder is a device insensitive to external noise since it is ignited by a high current of about 600 A or more, and the EBW gunpowder is an explosive gun suitable for an inorganic system such as an expensive satellite projectile or a ballistic / guided missile.

현재까지 국내외에 보고된 전기식 EBW 기폭장치의 기본적 구성은 푸쉬-풀(Push-Pull) 방식의 전압변환기와 다단 전압 승압기를 이용하여 24V 내지 34V의 배터리전압을 입력받아 2kV이상의 고압으로 변환하여 기폭 캐패시터를 충전시키며, 외부명령에 의하여 진공방식의 스파크 갭(Spark-Gap) 스위치를 기동시켜 상기 기폭 캐패시터에 충전된 고압의 에너지를 EBW로 방전한다.The basic configuration of the electric EBW detonator reported up to now at home and abroad is using a push-pull type voltage converter and a multi-stage voltage booster to receive 24V to 34V battery voltage and convert it to high voltage of 2kV or higher Charge and discharge the high-pressure energy charged in the detonation capacitor to the EBW by activating the spark-gap switch of the vacuum method by an external command.

여기서, 상기 푸쉬-풀 방식의 전압변환기는, 일반적으로 출력전압 검출이 이용되지 않고 입력전압에 의해서만 출력전압이 조절되는 개루프(Open Loop) 제어 방식이 사용되는 것으로서, 상기 입력되는 배터리전압이 감소되면 이에 비례하여 출력전압도 감소하게 되며, 보통 예상되는 최소 입력전압인 약 24V 근처에서 2kV 이상의 출력을 얻을 수 있도록 설계된다.Here, in the push-pull voltage converter, an open loop control method in which an output voltage is controlled only by an input voltage without using output voltage detection is generally used, and the input battery voltage is reduced. If the output voltage is reduced in proportion to this, it is designed to obtain an output of 2kV or more near about 24V which is normally expected minimum input voltage.

그러나, 위성발사체에서와 같이, 불연속적으로 급격한 부하변동을 초래하는 부하요소인 파이로 기폭장치, 자세제어를 위한 밸브구동장치 등이 동일한 배터리전 압에 함께 연결된 경우, 상기 부하요소들이 동작되는 동안 급격한 부하변동이 발생되면서 상기 배터리전압도 최소 동작전압 이하에서 요동하게 될 가능성이 크며, 이러한 배터리전압의 요동에 따라 상기 EBW용 화약을 기폭하기 위한 충분한 에너지(E=0.5CV2)가 발현될 수 없다는 문제점이 있다.However, as in the satellite launch vehicle, when a pyro detonator, a valve driving device for attitude control, and the like, which are discontinuously sudden load fluctuations are connected to the same battery voltage, while the load elements are operated, As a sudden load change occurs, the battery voltage is also likely to fluctuate below the minimum operating voltage, and sufficient energy (E = 0.5CV 2 ) may be expressed according to the fluctuation of the battery voltage to explode the EBW powder. There is no problem.

또한, 기존의 기폭 방식은 배터리전압이 최대(예를 들어, 약 34V 근처)가 되는 초기 구동시에는 3kV 이상의 고전압이 출력되므로, 이를 고려하여 각종 회로부품 및 인쇄회로기판의 내전압율을 높이는 것에 의하여 진공환경 내에서 발사체가 비행하는 동안 발생되는 코로나 방전으로부터 안전하게 보호할 수 있는데, 이러한 경우 상기 기폭장치의 크기 및 무게가 증가되고 제작비가 증가되는 단점이 있다.In addition, in the conventional detonation method, a high voltage of 3 kV or more is output at the time of initial driving at which the battery voltage becomes maximum (for example, about 34 V), and by increasing the withstand voltage ratio of various circuit components and printed circuit boards in consideration of this, In a vacuum environment, the projectile can be safely protected from the corona discharge generated during flight, in which case the size and weight of the detonator increases and manufacturing cost increases.

한편, 기존의 기폭방식에서 상기 기폭 캐패시터에 충전된 고전압의 에너지를 단속하는 진공방식의 상기 스파크 갭 스위치는 전극의 부식 및 내장된 가스의 소진 등과 같은 특성변화에 의해 수명이 제한될 수 있으며, 상기 스파크 갭 스위치를 동작시키기 위하여 3kV 이상의 고압의 펄스가 스위치의 트리거부에 인가되어야 하기 때문에 구동회로가 복잡해지는 단점이 있다.On the other hand, the spark gap switch of the vacuum method to control the high-voltage energy charged in the detonation capacitor in the conventional detonation method may be limited in life due to characteristics such as corrosion of the electrode and exhaustion of the built-in gas, In order to operate the spark gap switch, a high-voltage pulse of 3 kV or more must be applied to the trigger portion of the switch, which causes a disadvantage in that the driving circuit becomes complicated.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 위성발사체에 포함되는 EBW 폭약을 고공 비행중에 안전하게 기폭하기 위하여, 동일 배터리전원에 연결된 부하들의 급격한 전력변동시 초래되는 넓은 입력변화에 무관하게 일정한 전압으로 기폭캐패시터를 충전할 수 있도록 함으로써 시스템의 초과적인 설계를 방지 하고 제작비를 절감할 수 있는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, in order to safely detonate the EBW explosive included in the satellite launch vehicle during high-air flight, regardless of the wide input change caused by sudden power fluctuations of loads connected to the same battery power source The aim is to provide an explosive bridgewire detonator for satellite launchers that can be used to charge detonation capacitors with voltage, preventing overdesign of the system and reducing manufacturing costs.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치는, 플라이백 트랜스포머와 반도체스위치를 구비하고, 입력된 배터리 직류전압을 교류전압으로 변환하는 플라이백 변환부; 복수의 다이오드 및 캐패시터를 구비하고, 상기 플라이백 변환부에서 변환된 교류전압을 직류의 출력전압으로 승압하는 승압부; 상기 승압부의 승압된 출력전압을 충전하는 기폭캐패시터부; 및 입력되는 외부 명령신호를 트리거신호로 변환하는 트리거회로부를 구비하고, 상기 트리거신호를 이용하여 상기 기폭캐패시터부에 충전된 상기 출력전압을 공급 및 차단하는 스위치부를 포함한다.An explosive bridge wire detonator for a satellite launch vehicle according to the present invention for achieving the above object comprises a flyback transformer and a semiconductor switch, a flyback converter for converting an input battery DC voltage into an AC voltage; A booster including a plurality of diodes and capacitors, and boosting an AC voltage converted by the flyback converter to an output voltage of DC; An initiator capacitor unit for charging the boosted output voltage of the boost unit; And a trigger circuit unit for converting an input external command signal into a trigger signal, and using the trigger signal, a switch unit for supplying and interrupting the output voltage charged in the initiator capacitor unit.

또한, 본 발명은 상기 기폭캐패시터부에 충전된 상기 출력전압을 감지하는 충전모니터부; 및 상기 충전모니터부에서 감지된 출력전압과 기 저장된 기준전압을 비교한 후 비교된 값에 따라 달리 조절되는 펄스폭 조절신호를 생성하여 상기 플라이백 변환부의 반도체스위치에 입력하는 피드백회로부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention includes a charge monitor unit for sensing the output voltage charged in the detonation capacitor unit; And a feedback circuit unit configured to compare the output voltage sensed by the charging monitor unit with a pre-stored reference voltage and generate a pulse width control signal that is differently adjusted according to the compared value and input the same to the semiconductor switch of the flyback converter. Can be.

한편, 상기 피드백회로부는, 상기 충전모니터부에서 감지된 출력전압을 기 저장된 기준전압과 비교하여 비교된 값에 관한 차신호를 생성하는 비교기; 및 상기 비교기에서 생성된 차신호의 크기에 비례하는 펄스폭 조절신호를 생성하여 상기 플라이백 변환부의 반도체스위치로 입력하는 PWM제어기를 포함할 수 있다.The feedback circuit unit may include: a comparator configured to generate a difference signal about a compared value by comparing an output voltage sensed by the charge monitor unit with a pre-stored reference voltage; And a PWM controller generating a pulse width control signal proportional to the magnitude of the difference signal generated by the comparator and inputting the pulse width control signal to the semiconductor switch of the flyback converter.

또한, 상기 PWM제어기는 상기 플라이백 변환부에 구비된 플라이백 트랜스포머의 입력측 전류를 감지하여, 감지된 전류값이 기 저장된 기준치 이상인 경우 상기 반도체스위치에 차단신호를 인가할 수 있다.The PWM controller may sense an input side current of a flyback transformer provided in the flyback converter, and apply a blocking signal to the semiconductor switch when the detected current value is greater than or equal to a preset reference value.

여기서, 상기 충전모니터부는, 상기 기폭캐패시터부와 병렬 연결된 2개의 저항을 구비한 전압분배회로일 수 있다.Here, the charge monitor unit may be a voltage distribution circuit having two resistors connected in parallel with the detonation capacitor unit.

또한, 상기 스위치부에 구비된 스위치는 사이리스터 스위치일 수 있다.In addition, the switch provided in the switch unit may be a thyristor switch.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle of definition.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명은 위성발사체에 포함되는 EBW(Exploding Bridgewire;폭발성 브릿지와이어) 폭약을 고공 비행중에 안전하게 기폭하기 위한 폭발성 브릿지와이어 기폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an explosive bridgewire detonator for safely detonating EBW (Explosive Bridgewire) explosives contained in a satellite launch vehicle during high-air flight.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치의 구성도, 도 2는 도 1의 회로구성도이다.1 is a configuration diagram of an explosive bridge wire detonator for a satellite launch vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a circuit configuration diagram of FIG.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치(100)는 플라이백 변환부(110), 승압부(120), 기폭캐패시터부(130) 및 스위치부(150)를 포함한다.1 to 2, the explosive bridge wire detonator 100 for a satellite projectile according to an embodiment of the present invention is a flyback converter 110, boosting unit 120, detonation capacitor unit 130 And a switch unit 150.

상기 플라이백 변환부(110)는 도 2와 같이 플라이백 트랜스포머와 반도체스위치를 구비하며, 입력된 배터리 직류전압을 교류전압으로 변환하는 부분이다.The flyback converter 110 includes a flyback transformer and a semiconductor switch as shown in FIG. 2 and converts the input battery DC voltage into an AC voltage.

이러한 플라이백 변환부(110)는 플라이백 트랜스포머의 권선비(1:N의 N값)에 따라 입력된 직류전압을 증가시킬 수 있다.The flyback converter 110 may increase the input DC voltage according to the winding ratio (N value of 1: N) of the flyback transformer.

예를 들어, 28V의 배터리 직류전압은 상기 플라이백 변환부(110)에 구비된 프라이백 트랜스포머에 의하여 약 500Vpeak 내지 600Vpeak(피크전압) 범위의 교류전압으로 변환될 수 있다.For example, the battery DC voltage of 28V may be converted into an AC voltage in the range of about 500Vpeak to 600Vpeak (peak voltage) by the flyback transformer provided in the flyback converter 110.

여기서, 상기 배터리 직류전압은 항상 일정한 값으로 공급되는 것이 이상적이나 실질적으로는 배터리와 연결된 부하의 동작에 따라 소정 범위 내로 요동될 수 있으므로 상기한 500V 내지 600V의 범위 또한 상기 요동되는 범위를 감안한 범위에 관한 일례에 해당된다.Here, the battery DC voltage is ideally always supplied at a constant value, but may substantially fluctuate within a predetermined range according to the operation of the load connected to the battery, so the range of 500V to 600V is also within the range in consideration of the fluctuating range. It corresponds to an example.

한편, 상기 플라이백 변환부(110)의 반도체스위치는 도 2에 도시된 바와 같은 FET(Field-Effect Transister;전계효과 트랜지스터) 또는 BJT(Bipolar Junction Transistors;바이폴라 접합 트랜지스터)와 같은 반도체 소자로 구성될 수 있다.Meanwhile, the semiconductor switch of the flyback converter 110 may be formed of a semiconductor device such as a field-effect transistor (FET) or a bipolar junction transistor (BJT) as shown in FIG. 2. Can be.

즉, 이상과 같은 플라이백 변환부(110)는 상기 반도체스위치의 스위칭동작 및 플라이백 트랜스포머의 전압증가 동작의 상호작용에 의해, 상기 입력되는 직류 배터리전압을 증폭된 교류전압으로 변환할 수 있다.That is, the flyback converter 110 as described above may convert the input DC battery voltage into an amplified AC voltage by the interaction between the switching operation of the semiconductor switch and the voltage increasing operation of the flyback transformer.

또한, 이러한 플라이백 트랜스포머를 포함한 플라이백 스위칭 방식의 상기 플라이백 변환부(110)는 기존의 푸쉬-풀 스위칭 방식의 변환기에 비하여 부품수가 절감되고 제작비가 절약될 수 있어, 소형, 경량화를 추구하는 우주발사체 응용분야에 적합한 이점이 있다.In addition, the flyback switching unit 110 of the flyback switching method including the flyback transformer can reduce the number of parts and the manufacturing cost compared to the conventional push-pull switching type converter, which pursues small size and light weight. There is an advantage suitable for space launch applications.

상기 승압부(120)는 복수의 다이오드 및 캐패시터를 구비하고, 상기 플라이백 변환부(110)에서 변환된 교류전압을 직류의 출력전압으로 승압하여 출력하는 부분, 즉 상기 커패시터를 이용한 다이오드의 정류작용을 이용하여 교류를 직류로 변환하여 출력할 수 있으며, 이러한 승압된 직류 출력전압은 EBW를 기폭하기 위한 에너지원으로 사용될 수 있다.The boosting unit 120 includes a plurality of diodes and capacitors, and the AC voltage converted by the flyback converter 110 boosts and outputs a DC output voltage, that is, a rectifying action of the diode using the capacitor. By converting the AC to a direct current using the DC output voltage, such a boosted DC output voltage can be used as an energy source for detonating the EBW.

예를 들면, 상기 승압부(120)는 상기 플라이백 변환부(110)에서 변환 출력된 500Vpeak 내지 600Vpeak 범위의 교류전압을, 상기 EBW 화약을 기폭하기 충분한 출력전압인 2.0kV 내지2.4kV의 직류전압으로 승압시킬 수 있고, 이때 상기 승압부(120)는 도 2와 같이 4개의 캐패시터와 4개의 다이오드로 구성된 4배 승압기일 수 있다.For example, the boosting unit 120 may convert an AC voltage in the range of 500 V to 600 V peak output from the flyback converter 110 to a DC voltage of 2.0 kV to 2.4 kV, which is an output voltage sufficient to detonate the EBW powder. In this case, the booster 120 may be a quadruple booster composed of four capacitors and four diodes as shown in FIG. 2.

상기 기폭캐패시터부(130)는 상기 승압부(120)에 병렬 연결되어 상기 승압부(120)의 승압된 출력전압을 충전하는 부분으로써, 추후 상기 스위치부(150)의 구동에 의해 EBW 기폭을 위한 기폭전압으로 이용될 수 있다.The detonation capacitor unit 130 is connected to the booster unit 120 in parallel to charge the boosted output voltage of the booster unit 120, and is driven for the EBW detonation by driving the switch unit 150. It can be used as an initiator voltage.

상기 스위치부(150)는 상기 기폭캐패시터부(130)에 충전된 상기 출력전압을 공급 및 차단하기 위해 외부 명령신호에 따라 스위치의 온/오프 동작을 이행하는 부분이다.The switch unit 150 is a portion for performing the on / off operation of the switch in accordance with an external command signal to supply and cut off the output voltage charged in the initiator capacitor 130.

이러한 상기 스위치부(150)는, 외부에서 입력되는 외부 명령신호를 트리거신호로 변환하는 트리거회로부(152) 및 상기 트리거신호에 따라 온/오프 동작하는 스위치(151)를 포함할 수 있다.The switch unit 150 may include a trigger circuit unit 152 for converting an external command signal input from the outside into a trigger signal, and a switch 151 that is turned on / off according to the trigger signal.

즉, 상기 스위치(151)는 외부 명령신호에 의해 트리거회로부(152)에서 발생된 일정 크기 이상의 트리거신호가 입력되는 경우 온(ON)되고, 이와 동시에 상기 기폭캐패시터부(130)에 충전된 출력전압이 방전되어 공급될 수 있다.That is, the switch 151 is turned on when a trigger signal of a predetermined magnitude or more generated by the trigger circuit unit 152 is input by an external command signal, and at the same time, an output voltage charged in the detonation capacitor unit 130. Can be supplied after being discharged.

여기서, 상기 트리거회로부(152)는 보통 28V의 외부 명령신호를 입력받아 3V 내외의 트리거신호로 변환하여 상기 스위치(151)를 온/오프 제어할 수 있으나 전압값이 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the trigger circuit unit 152 may receive an external command signal of 28V and convert it into a trigger signal of about 3V to control the switch 151 on / off, but the voltage value is not limited thereto.

한편, 이러한 상기 스위치부(150)에 구비된 스위치(151)는 도 2와 같이 3단자로 구성된 사이리스터(Thyristor) 스위치인 것이 바람직하다.On the other hand, the switch 151 provided in the switch unit 150 is preferably a thyristor switch consisting of three terminals as shown in FIG.

즉, 더 상세하게는 도 2를 참고하면, 상기 기폭캐패시터부(130)는 상기 사이리스터 스위치(151)의 양단자(+)와 상호 연결되고, 또한 상기 기폭캐패시터부(130)의 충전된 출력전압은 상기 사이리스터 스위치(151)의 양단자(+)로 입력된 후 음단자(-)로 출력되게 된다. 이때, 스위치(151)의 출력전압 단속은 앞서 상술한 바와 같이 상기 트리거회로부(152)의 트리거신호에 입력에 의해 결정될 수 있다.That is, referring to FIG. 2 in detail, the detonation capacitor unit 130 is interconnected with both terminals (+) of the thyristor switch 151, and also the charged output voltage of the detonation capacitor unit 130. Is input to both terminals (+) of the thyristor switch 151 and then output to the negative terminal (−). At this time, the output voltage interruption of the switch 151 may be determined by input to the trigger signal of the trigger circuit unit 152 as described above.

이러한 상기 스위치부(150)에 구비된 스위치(151)로서 상기 사이리스터 스위 치는, 기존의 기폭장치에 사용되는 제한된 수명의 스파크 갭 스위치와는 달리 반영구적인 수명과 그에 따른 작동의 신뢰성을 보장할 수 있고, 구동회로를 간소화할 수 있다는 장점이 있다.The thyristor switch as the switch 151 provided in the switch unit 150, unlike the spark gap switch of a limited lifetime used in the conventional detonator can ensure the semi-permanent life and the reliability of the operation accordingly Therefore, there is an advantage that the driving circuit can be simplified.

한편, 본 발명의 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치(100)는, 상기 출력전압을 기 설정된 전압으로 일정하게 조절하기 위하여, 즉, 배터리와 연결된 부하의 동작에 따라 발생될 수 있는 상기 배터리전압의 변동에도 일정한 출력전압이 출력되도록, 충전모니터부(140) 및 피드백회로부(160)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the explosive bridgewire detonator 100 for the satellite projectile of the present invention, in order to constantly adjust the output voltage to a predetermined voltage, that is, of the battery voltage that can be generated according to the operation of the load connected to the battery The charging monitor unit 140 and the feedback circuit unit 160 may be further included so that a constant output voltage is output even with the variation.

상기 충전모니터부(140)는 상기 기폭캐패시터부(130)에 충전된 상기 출력전압 값을 감지하는 부분으로서, 상기 기폭캐패시터부(130)와 병렬 연결된 2개의 저항을 구비하는 전압분배회로로 구성될 수 있다. The charge monitor unit 140 is a part for detecting the output voltage value charged in the detonation capacitor unit 130, and comprises a voltage distribution circuit having two resistors connected in parallel with the detonation capacitor unit 130. Can be.

즉, 상기 충전모니터부(140)는 상기 2개 저항이 서로 접하는 접점부인 전압분배 지점의 전압을 이용하여 상기 기폭캐패시터부(130)의 충전된 출력전압을 감지할 수 있다. 여기서, 이러한 상기 충전모니터부(140)에서 감지되는 출력전압은 앞서 상술한 바와 같이 플라이백 변환부(110)에 입력되는 상기 배터리전압의 크기가 요동되는 경우 함께 요동되게 된다.That is, the charge monitor unit 140 may detect the charged output voltage of the detonation capacitor unit 130 using the voltage of the voltage distribution point, which is the contact portion where the two resistors contact each other. Here, the output voltage sensed by the charge monitor unit 140 is oscillated together when the magnitude of the battery voltage input to the flyback converter 110 is fluctuated as described above.

한편, 상기 피드백회로부(160)는 상기 충전모니터부(140)에서 감지된 출력전압과 기 저장된 기준전압을 비교한 후, 비교된 값에 따라 달리 조절되는 펄스폭 조절신호를 생성하여 상기 플라이백 변환부(110)의 반도체스위치 단에 입력하는 부분으로서, 비교기(161) 및 PWM제어기(163)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the feedback circuit unit 160 compares the output voltage sensed by the charging monitor unit 140 with a pre-stored reference voltage, and then generates a pulse width control signal that is differently adjusted according to the compared value to generate the flyback conversion. A part input to the semiconductor switch terminal of the unit 110 may include a comparator 161 and a PWM controller 163.

즉, 상기 비교기(161)는 상기 충전모니터부(140)에서 감지된 출력전압을 기 저장된 기준전압과 비교하여 비교된 값에 관한 차신호를 생성할 수 있다.That is, the comparator 161 may generate a difference signal regarding the compared value by comparing the output voltage sensed by the charging monitor unit 140 with a pre-stored reference voltage.

또한, 상기 PWM제어기(163)는 상기 비교기(161)에서 생성된 차신호의 크기에 비례하는 펄스폭을 갖는 펄스폭 조절(Pulse Width Modulation;PWM)신호를 생성하여 상기 플라이백 변환부(110)의 반도체스위치의 게이트로 입력함에 따라 상기 출력전압이 기 설정된 출력전압 범위로 일정하게 조절될 수 있도록 한다.In addition, the PWM controller 163 generates a pulse width modulation (PWM) signal having a pulse width proportional to the magnitude of the difference signal generated by the comparator 161 to generate the flyback converter 110. As the input of the semiconductor switch to the gate of the output voltage can be adjusted to a predetermined output voltage range.

또한, 상기 플라이백 변환부(110)는 플라이백 트랜스포머의 입력측, 즉 1차측 회로에 흐르는 전류를 감지하여, 감지된 전류값이 기 저장된 기준치 이상인 과전류가 감지되는 경우, 상기 반도체스위치의 게이트에 차단신호를 인가하여 회로를 보호하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.In addition, the flyback converter 110 senses a current flowing through an input side of the flyback transformer, that is, a primary side circuit, and cuts off the gate of the semiconductor switch when an overcurrent whose detected current value is greater than a preset reference value is detected. A signal can be applied to protect the circuit at the same time.

한편, 상기 피드백회로부(160)에는 포토커플러(162)가 더 포함될 수 있다.On the other hand, the feedback circuit unit 160 may further include a photo coupler 162.

상기 플라이백 변환부(110)에 구비된 플라이백 트랜스포머의 입력단과 출력단인 1차측과 2차측 전원에 관한 접지는 각각 독립적으로 간섭없이 개별 구동되고 있다. 상기 포토커플러(162)는 상기한 피드백 작용시 이러한 상기 2차측 전원을 1차측 전원에 적합하도록 변환할 수 있다. The grounds of the primary and secondary power sources, which are the input and output terminals of the flyback transformer provided in the flyback transformer 110, are independently driven without interference. The photocoupler 162 may convert the secondary side power to be suitable for the primary side power during the feedback operation.

도 2와 같이 상기 비교기(161)는 상기 플라이백 트랜스포머의 2차측 회로의 전압을 이용하여 구동될 수 있고, 상기 비교기(161)에서 출력되는 2차측 회로전압은 다시 포토커플러(162)에 입력될 수 있는데, 상기 포토커플러(162)는 광(Photo) 신호를 매개로 전기적 연결 없이 상기 2차측 회로의 전압을 1차측 회로의 전압에 적합하도록 변환할 수 있다. 즉, 2차측 전원의 접지를 1차측 전원의 접지에 부합되도록 변환할 수 있다. As shown in FIG. 2, the comparator 161 may be driven using the voltage of the secondary circuit of the flyback transformer, and the secondary circuit voltage output from the comparator 161 may be input to the photocoupler 162 again. The photocoupler 162 may convert the voltage of the secondary circuit to suit the voltage of the primary circuit without an electrical connection through a photo signal. That is, the ground of the secondary power can be converted to match the ground of the primary power.

변환된 1차측 회로의 전압을 이용하여 상기 PWM제어기(163)는 상기 비교기(161)에서 전달된 차신호에 대응되는 펄스폭 제어신호를 생성하여 상기 1차측 회로의 반도체스위치로 입력시킬 수 있다.Using the converted voltage of the primary circuit, the PWM controller 163 may generate a pulse width control signal corresponding to the difference signal transmitted from the comparator 161 and input the pulse width control signal to the semiconductor switch of the primary circuit.

한편, 상술한 바와 같은 플라이백 변환부(110)의 동작에 관해 예를 들면, 상기 출력전압이 기 설정된 기준전압에 못 미치는 경우, 이에 관한 차신호를 상기 플라이백 변환부(110)의 반도체스위치에 입력하고, 상기 플라이백 트랜스포머에 의해 상기 입력된 차신호가 상기 배터리전압에 가산 출력되도록 함으로써 상기 승압부(120)의 출력전압이 기준전압까지 상승되도록 조절할 수 있다.On the other hand, with respect to the operation of the flyback converter 110 as described above, for example, when the output voltage is less than the predetermined reference voltage, the difference signal for this is the semiconductor switch of the flyback converter 110 The output voltage of the booster unit 120 may be adjusted to be increased to a reference voltage by inputting the input signal to the input signal and adding the difference signal to the battery voltage by the flyback transformer.

이와 반대로, 상기 출력전압이 기준전압을 초과하는 경우, 상기 출력전압과 기준전압의 차신호를 상기 플라이백 변환부(110)의 반도체스위치에 입력하고, 상기 플라이백 트랜스포머에 의해 상기 입력된 차신호가 상기 배터리전압에 감산 출력되도록 함으로써 상기 승압부(120)의 출력전압이 기준전압까지 하강되도록 조절할 수 있다. On the contrary, when the output voltage exceeds the reference voltage, the difference signal between the output voltage and the reference voltage is input to the semiconductor switch of the flyback converter 110, and the input difference signal is input by the flyback transformer. By subtracting the battery voltage to the output voltage can be adjusted so that the output voltage of the boosting unit 120 is lowered to the reference voltage.

즉, 이상과 같은 충전모니터부(140)와 피드백회로부(160)에 따르면, 상기 감지된 출력전압을 기 설정된 출력전압과 비교함에 따라, 궁극적으로는 상기 플라이백 변환부(110)에 구비된 반도체스위치(151)의 스위치 도통 시간을 조절하는 것에 의해 입력 배터리전압의 요동에 관계없이 출력전압이 일정하도록 조절할 수 있다.That is, according to the charge monitor unit 140 and the feedback circuit unit 160 as described above, by comparing the sensed output voltage with a predetermined output voltage, ultimately, the semiconductor provided in the flyback converter 110 By adjusting the switch conduction time of the switch 151, the output voltage can be adjusted to be constant regardless of the fluctuation of the input battery voltage.

상술한 바와 같이, 본 발명은 상시적으로 감시되는 EBW 기폭용 출력전압을 이용하여 배터리 입력전압을 피드백 제어함에 따라, 동일한 배터리전압과 연결된 부하소자들의 변동에 의한 입력전압의 변동 또는 요동에도 일정범위의 출력 전압을 유지할 수 있어 제품의 신뢰성이 보장될 뿐 아니라 위성발사체 응용분야에서 특히 요구되는 소형, 경량화 및 제작비 절감 실현에 충분히 기여할 수 있다.As described above, the present invention provides feedback control of the battery input voltage using the EBW detonation output voltage which is constantly monitored, so that the input voltage fluctuates or fluctuates due to the fluctuation of the load elements connected to the same battery voltage. Its output voltage ensures product reliability and contributes to the compactness, weight savings and cost savings that are especially required in satellite launch applications.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 시술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, the present invention has been described by means of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited thereto and is described below by the person skilled in the art and the following description of the present invention. Various modifications and variations are possible without departing from the scope of the appended claims.

본 발명에 따른 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.The explosive bridgewire detonator for a satellite launch vehicle according to the present invention provides the following effects.

첫째, 상시적으로 감시되는 EBW 기폭용 출력전압을 이용하여 배터리 입력전압을 피드백 제어함에 따라, 동일한 배터리전압과 연결된 부하소자들의 변동에 의한 입력전압의 변동 또는 요동에도 일정범위의 출력 전압을 유지할 수 있다.First, as the feedback control of the battery input voltage using the EBW detonation output voltage that is constantly monitored, it is possible to maintain a certain range of output voltage even if the input voltage fluctuates or fluctuates due to the fluctuations of the load devices connected to the same battery voltage. have.

둘째, 플라이백 스위칭 방식이 적용됨에 따라 기존의 푸시-풀 스위칭 방식에 비하여 부품 수가 절감될 수 있고 우주발사체의 소형, 경량화에 기여할 수 있다.Second, as the flyback switching method is applied, the number of parts can be reduced compared to the conventional push-pull switching method and contribute to the compactness and light weight of the space launch vehicle.

셋째, 사이리스터 스위치가 사용됨에 따라, 기존의 제한된 수명의 스파크 갭 스위치와는 달리 반영구적인 수명과 그에 따른 작동의 신뢰성을 보장할 수 있고, 구동회로를 간소화할 수 있는 장점이 있다.Third, as the thyristor switch is used, unlike the conventional spark gap switch of the limited lifetime, it is possible to guarantee the semi-permanent life and the reliability of the operation thereof, and to simplify the driving circuit.

Claims (6)

플라이백 트랜스포머와 반도체스위치를 구비하고, 입력된 배터리 직류전압을 교류전압으로 변환하는 플라이백 변환부;A flyback converter having a flyback transformer and a semiconductor switch and converting an input battery DC voltage into an AC voltage; 복수의 다이오드 및 캐패시터를 구비하고, 상기 플라이백 변환부에서 변환된 교류전압을 직류의 출력전압으로 승압하는 승압부;A booster including a plurality of diodes and capacitors, and boosting an AC voltage converted by the flyback converter to an output voltage of DC; 상기 승압부의 승압된 출력전압을 충전하는 기폭캐패시터부; 및An initiator capacitor unit for charging the boosted output voltage of the boost unit; And 입력되는 외부 명령신호를 트리거신호로 변환하는 트리거회로부를 구비하고, 상기 트리거신호를 이용하여 상기 기폭캐패시터부에 충전된 상기 출력전압을 공급 및 차단하는 스위치부를 포함하는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치.And a trigger circuit unit for converting an input external command signal into a trigger signal, and using the trigger signal, the explosive bridge wire detonator for a satellite projectile including a switch unit for supplying and blocking the output voltage charged in the detonation capacitor unit. . 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기폭캐패시터부에 충전된 상기 출력전압을 감지하는 충전모니터부; 및A charge monitor unit configured to sense the output voltage charged in the initiator capacitor unit; And 상기 충전모니터부에서 감지된 출력전압과 기 저장된 기준전압을 비교한 후 비교된 값에 따라 달리 조절되는 펄스폭 조절신호를 생성하여 상기 플라이백 변환부의 반도체스위치에 입력하는 피드백회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치.And a feedback circuit unit configured to compare the output voltage sensed by the charging monitor unit with a pre-stored reference voltage and generate a pulse width control signal that is differently adjusted according to the compared value and input the same to the semiconductor switch of the flyback converter. An explosive bridgewire detonator for a satellite launch vehicle. 제 2항에 있어서, 상기 피드백회로부는,The method of claim 2, wherein the feedback circuit unit, 상기 충전모니터부에서 감지된 출력전압을 기 저장된 기준전압과 비교하여 비교된 값에 관한 차신호를 생성하는 비교기; 및A comparator for comparing the output voltage sensed by the charging monitor unit with a pre-stored reference voltage to generate a difference signal regarding the compared value; And 상기 비교기에서 생성된 차신호의 크기에 비례하는 펄스폭 조절신호를 생성하여 상기 플라이백 변환부의 반도체스위치로 입력하는 PWM제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치.And a PWM controller for generating a pulse width control signal proportional to the magnitude of the difference signal generated by the comparator and inputting the pulse width control signal to the semiconductor switch of the flyback converter. 제 3항에 있어서, 상기 PWM제어기는,The method of claim 3, wherein the PWM controller, 상기 플라이백 변환부에 구비된 플라이백 트랜스포머의 입력측 전류를 감지하여, 감지된 전류값이 기 저장된 기준치 이상인 경우 상기 반도체스위치에 차단신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치.And an input signal of a flyback transformer provided in the flyback converter to detect an input side current and apply a blocking signal to the semiconductor switch when the detected current value is greater than or equal to a preset reference value. 제 2항에 있어서, 상기 충전모니터부는,The method of claim 2, wherein the charge monitor unit, 상기 기폭캐패시터부와 병렬 연결된 2개의 저항을 구비한 전압분배회로인 것을 특징으로 하는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치.An explosive bridgewire detonator for a satellite launch vehicle, characterized in that the voltage distribution circuit having two resistors connected in parallel with the detonation capacitor unit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치부에 구비된 스위치는 사이리스터 스위치인 것을 특징으로 하는 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치.The switch provided in the switch unit is an explosive bridge wire detonator for a satellite projectile, characterized in that the thyristor switch.
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