KR100927223B1 - Contactless explosive bridgewire detonator for satellite cover removal - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 플라이백 트랜스포머의 1차측 회로부 및 1차측 회로부와 분리된 2차측 회로부로 이루어지되 1차측 회로부에 반도체스위치가 구비되어, 입력된 배터리 직류전압을 교류전압으로 변환하여 전달하는 플라이백 변환부; 입력되는 외부 명령신호를 트리거신호로 변환하는 트리거회로부; 펄스 트랜스포머의 1차측 펄스부 및 1차측 펄스부와 분리된 2차측 펄스부로 이루어져 트리거회로부의 트리거신호를 외부로 전달하는 펄스 변환부; 복수의 다이오드 및 캐패시터로 이루어지고, 플라이백 변환부로부터 전달받은 교류전압을 직류의 출력전압으로 승압하는 승압부; 승압부의 승압된 출력전압을 충전하는 기폭캐패시터부; 및 펄스 변환부로부터 전달받은 트리거신호를 이용하여 기폭캐패시터부에 충전된 출력전압을 공급 및 차단하는 스위치부를 포함하고, 1차측 회로부, 트리거회로부 및 1차측 펄스부는 발사체에 구비되고, 2차측 회로부, 승압부, 기폭캐패시터부, 2차측 펄스부 및 스위치부는, 발사체와 결합되되 기폭시 발사체에서 분리되는 위성덮개부에 설치되는 것을 특징으로 하는 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치가 제공된다.According to the present invention, the flyback transformer comprises a primary side circuit portion and a secondary side circuit portion separated from the primary side circuit portion, the primary side circuit portion is provided with a semiconductor switch, the flyback converts the input battery DC voltage into an AC voltage to transfer A conversion unit; A trigger circuit unit for converting an input external command signal into a trigger signal; A pulse converter configured to include a primary pulse part of the pulse transformer and a secondary pulse part separated from the primary pulse part to transmit a trigger signal of the trigger circuit part to the outside; A booster comprising a plurality of diodes and capacitors and boosting an AC voltage received from a flyback converter to a DC output voltage; An explosion capacitor unit for charging the boosted output voltage of the boost unit; And a switch unit for supplying and cutting off the output voltage charged in the initiator capacitor unit using the trigger signal received from the pulse conversion unit, wherein the primary circuit unit, the trigger circuit unit and the primary pulse unit are provided in the projectile, the secondary circuit unit, The booster, the detonation capacitor part, the secondary side pulse part, and the switch part are provided with a non-contact explosive bridgewire detonator for satellite cover separation, which is installed in the satellite cover part coupled to the projectile and separated from the projectile when detonating.
위성덮개, 분리, 폭발성 브릿지와이어, 기폭, EBW Satellite cover, separation, explosive bridgewire, detonation, EBW
Description
본 발명은 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위성발사체의 위성덮개부(Fairing;페어링)의 분리에 사용되는 착화기인 폭발성 브릿지와이어 폭약을 안전하게 기폭하기 위한 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-contact explosive bridge wire detonator for satellite cover separation, more specifically, a satellite cover for detonating explosive bridge wire explosives, which is an igniter used for the separation of a satellite cover (pairing) of a satellite projectile. A noncontact explosive bridgewire detonator for separation.
본 발명은 위성발사체의 위성덮개부 분리장치에서 폭발성 브릿지와이어(Exploding Bridgewire;이하 EBW)의 기폭장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detonating an exploding bridgewire (EBW) in a satellite cover separating apparatus of a satellite launch vehicle.
이와 동일한 목적으로 사용되는 종래의 폭발성 브릿지와이어 기폭장치는, 단일 구조물로 구성되어 약 28V의 전원이 인가되는 동시에 장전상태가 되고, 내부에 충전된 약 2kV 이상의 고전압 에너지가 외부 명령에 의하여 출력됨으로써 폭발성 브릿지와이어를 기폭하는 방식을 갖는다.Conventional explosive bridgewire detonator used for the same purpose is composed of a single structure, the power of about 28V is applied and loaded state, and the high voltage energy of about 2kV or more charged inside is output by external command It has a way to detonate the bridgewire.
도 1은 본 출원인에 의해 등록된 특허등록 제0763558호의 발명으로서, 기폭장치(8)에서 고전압의 발생은, 입력된 28V 직류 배터리전압이 플라이백 변환부(1) 내의 반도체스위치를 통해 교류전압으로 변환된 후 플라이백 변환부(1)의 플라이백 트랜스포머에 의해 약 600V로 승압되고, 이후 승압기(2)를 통해 최종적으로 약 2kV 이상의 고전압에 도달하게 되는 방식이다.1 is an invention of patent registration No. 0763558 registered by the present applicant, wherein the generation of a high voltage in the
그리고, 위성발사체에서 사용되는 전원은 주로 공칭전압이 28V인 배터리로서, 부하의 사용에 따라 약 33~24V로 단조 감소하게 되므로, 이와 무관하게 출력전압을 약 2kV 이상의 특정 전압으로 일정하게 조절하기 위하여 피드백 회로(3,5)가 사용된다.In addition, the power source used in the satellite launch vehicle is a battery having a nominal voltage of 28 V, and monotonically decreases to about 33 to 24 V depending on the use of the load.
폭발성 브릿지와이어(10)를 기폭하기 위한 고전압 에너지는, 상기 생성된 2kV 이상의 전압을 0.2~1uF의 기폭 캐패시터(4)에 저장함으로써 형성되며, 폭발성 브릿지와이어(10)로 전달하기 위한 에너지의 단속은 주로 스파크갭(Spark-gap) 스위치가 사용되어 왔다.The high voltage energy for detonating the
그러나 군사 및 우주용 스파크갭 스위치는 대부분 수입에 의존하고 있으며 생산국이 수출허가품목으로 지정하여 수출을 제한하고 있는 실정이므로 이를 사이리스터(Thyristor)(6)로 대체하는 발명이 선출원 되었다.However, since most of the military and space spark gap switches rely on imports, and the producing countries have designated export licensed items to restrict exports, the invention to replace them with thyristors (6) has been filed.
기존의 스파크갭 스위치는 수 kV의 고전압 펄스에 의하여 제어되므로, 수 V의 외부명령신호는 펄스 변압기를 사용하여 수 kV의 고전압으로 변환된 후에 스파크갭 스위치에 도달되는 방식인 반면, 사이리스터(6)는 기존 전력용 반도체스위치와 마찬가지로 수십 V의 신호로 제어가 가능하므로 트리거 회로(7)를 간단화할 수 있는 장점이 있다.Since the conventional spark gap switch is controlled by a high voltage pulse of several kV, the external command signal of several V is converted to a high voltage of several kV using a pulse transformer, and then the spark gap switch is reached, whereas the thyristor 6 Like the conventional power semiconductor switch can be controlled by a signal of several tens of V, there is an advantage that can simplify the trigger circuit (7).
위성발사체의 위성덮개 분리장치에 있어서 일반적으로, 기폭장치(8)는 위성발사체의 베이(고정부)에 배터리와 함께 위치하며, 폭발성 브릿지와이어(10)는 화 약연결선(Detonation cord)을 통하여 화약과 연결되어야 하므로 위성덮개(분리부)에 위치한다.In the satellite cover separation device of the satellite launch vehicle, the
여기서, 기폭장치(8)와 폭발성 브릿지와이어(10)는 전선에 의하여 서로 연결되며 위성덮개의 분리시 전선에 의하여 위성덮개가 구속되는 것을 방지하기 위하여, 분리 커넥터(9)가 기폭장치(8)와 폭발성 브릿지와이어(10)의 사이에 설치되어 분리 가속도에 의하여 탈거되도록 한다.Here, the
이러한 방식의 문제점으로는, 위성덮개의 분리시 분리 커넥터(9)의 탈거 불량에 의해 위성덮개가 구속되는 것이며 이로 인하여 위성덮개와 발사체가 충돌할 수 있는 위험의 가능성이 있다.As a problem of this method, the satellite cover is constrained by the detachment failure of the
또한, 발사체의 임무종료 이후에도 기폭장치(8)의 고전압에너지는 입력전원인 배터리의 용량이 전부 소진될 때까지 유지하게 되므로, 외부 요인에 의한 폭발가능성이 존재함은 물론이며, 실제 폭발이 발생할 경우 이에 의한 우주 잔해가 남을 수 있는 문제점이 있다.In addition, since the high voltage energy of the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 기폭장치 내의 플라이백 트랜스포머의 1차측 회로부와 2차측 회로부를 물리적으로 분리하여, 상기 1차측 회로부와 2차측 회로부를 각각 발사체와 위성덮개부에 위치시켜 위성덮개 분리시 위성덮개의 완전한 자유도를 보장함은 물론이며 기폭장치 내의 캐패시터에 저장된 에너지를 단시간 내에 소진시켜 시스템의 안정성을 보장하는 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, by physically separating the primary circuit portion and the secondary circuit portion of the flyback transformer in the detonator, the primary circuit portion and the secondary circuit portion to the projectile and the satellite cover portion, respectively It provides a contactless explosive bridgewire detonator for satellite cover separation that ensures system stability by dissipating the energy stored in the capacitors in the detonator in a short time, as well as ensuring complete freedom of the satellite cover when the satellite cover is removed. There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치는, 플라이백 트랜스포머의 1차측 회로부 및 상기 1차측 회로부와 분리된 2차측 회로부로 이루어지되 상기 1차측 회로부에 반도체스위치가 구비되어, 입력된 배터리 직류전압을 교류전압으로 변환하여 전달하는 플라이백 변환부; 입력되는 외부 명령신호를 트리거신호로 변환하는 트리거회로부; 펄스 트랜스포머의 1차측 펄스부 및 상기 1차측 펄스부와 분리된 2차측 펄스부로 이루어져 상기 트리거회로부의 트리거신호를 외부로 전달하는 펄스 변환부; 복수의 다이오드 및 캐패시터로 이루어지고, 상기 플라이백 변환부로부터 전달받은 교류전압을 직류의 출력전압으로 승압하는 승압부; 상기 승압부의 승압된 출력전압을 충전하는 기폭캐패시터부; 및 상기 펄스 변환부로부터 전달받은 트리거신호를 이용하여 상기 기폭캐패시터부에 충전된 출력전압을 공급 및 차단하는 스위치부를 포함하고, 상기 1차측 회로부, 트리거회로부 및 1차측 펄스부는 발사체에 구비되고, 상기 2차측 회로부, 승압부, 기폭캐패시터부, 2차측 펄스부 및 스위치부는, 상기 발사체와 결합되되 기폭시 상기 발사체에서 분리되는 위성덮개부에 설치되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a non-contact explosive bridgewire detonator for satellite cover separation of the present invention comprises a primary circuit portion and a secondary circuit portion separated from the primary circuit portion of a flyback transformer, A switch provided with a flyback converting unit converting the input battery DC voltage into an AC voltage and transmitting the AC voltage; A trigger circuit unit for converting an input external command signal into a trigger signal; A pulse converter configured to include a primary pulse part of a pulse transformer and a secondary pulse part separated from the primary pulse part to transmit a trigger signal of the trigger circuit part to the outside; A booster comprising a plurality of diodes and capacitors and boosting an AC voltage received from the flyback converter to a DC output voltage; An initiator capacitor unit for charging the boosted output voltage of the boost unit; And a switch unit configured to supply and cut an output voltage charged in the initiator capacitor unit by using the trigger signal received from the pulse converter, wherein the primary circuit unit, the trigger circuit unit, and the primary pulse unit are provided in the projectile. The secondary circuit portion, the boosting portion, the detonation capacitor portion, the secondary pulse portion and the switch portion is coupled to the projectile, characterized in that installed in the satellite cover portion separated from the projectile when detonating.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 발사체에 구비되어 펄스폭 조절신호를 생성하고 상기 반도체스위치의 턴온(Turn-On) 시간을 제어하되, 최소의 배터리 직류전압에서 기폭 가능토록 하는 일정값의 턴온 시간으로 제어하는 PWM제어기를 더 포함할 수 있다.According to the present invention, the projectile is provided in the projectile to generate a pulse width control signal and to control the turn-on time of the semiconductor switch, but with a predetermined turn-on time to enable detonation at a minimum battery DC voltage. It may further include a PWM controller for controlling.
본 발명에 따른 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the present invention, the non-contact explosive bridgewire detonator for satellite cover separation provides the following effects.
첫째, 위성덮개 분리를 위한 분리용 커넥터가 불필요하므로 분리 커넥터의 탈거 동작 실패로 인한 위성덮개의 구속 현상이 완전히 제거되고 이에 따라 위성덮개의 완전한 자유도가 보장된다.First, since a separate connector for removing the satellite cover is not necessary, the restraint phenomenon of the satellite cover due to the failure of the detachment operation of the connector is completely eliminated, thereby ensuring complete freedom of the satellite cover.
둘째, 기폭장치의 1차측과 2차측이 발사체와 위성덮개 측에 각각 분리되어 구비되고, 분리시 1차측과 2차측이 완전히 분리됨에 따라, 분리 후 잔류 에너지원이 단시간 내에 제거됨으로 시스템이 안정된 상태에서 비행임무를 종료할 수 있게 한다.Second, the primary side and secondary side of the detonator are separately provided on the projectile and satellite cover side, and when the primary side and secondary side are completely separated during separation, the remaining energy source is removed within a short time after separation, so that the system is stable. Allows you to complete your flight mission.
셋째, 피드백 기능의 제거에 따른 부품 수의 감소효과로 인한 시스템의 신뢰도 향상과 개루프 제어방식의 효과로 시스템의 안정도가 향상될 수 있다.Third, the stability of the system due to the reduction of the number of parts due to the removal of the feedback function and the stability of the system can be improved by the effect of the open-loop control method.
넷째, 트랜스포머의 2차측 모듈이 위성덮개부의 분리와 동시에 제거되므로 기존 방식에 비하여 발사체의 무게비를 줄일 수 있다.Fourth, since the secondary module of the transformer is removed at the same time as the separation of the satellite cover portion, it is possible to reduce the weight ratio of the projectile compared to the conventional method.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 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 present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
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.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치의 구성도, 도 3은 도 2의 회로구성도이다.2 is a block diagram of a non-contact explosive bridge wire detonator for removing the satellite cover according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a circuit diagram of FIG.
본 발명은 도 3과 같이 위성 발사체(20)에 결합된 위성덮개부(30)의 분리에 사용되는 착화기인 폭발성 브릿지와이어(EBW;10) 폭약을 안전하게 기폭하기 위해 요구되는 전기식 기폭장치(100)의 구성요소와 그들의 연결구성에 관한 것이다.The present invention is an
본 발명은 기존방식에서 예상되는 몇 가지 문제점을 해결하기 위하여 기폭장치(100)에 내재된 플라이백 트랜스포머의 1차측 회로부(111)와 2차측 회로부(112) 를 물리적으로 분리하여, 1차측 회로부(111)를 발사체(20)의 상단부에, 2차측 회로부(112)를 위성덮개부(30)에 각각 장착하고, 전기에너지 전달을 위하여 1차측 회로부(111)와 2차측 회로부(112) 사이의 공극(Air gap)을 자화시킴으로써 2차측에 유도기전력을 발생시키는 구성을 갖는다. The present invention physically separates the primary
이하에서는 본 발명에 관하여 도 2 내지 도 3을 참고로 하여 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 3.
본 발명에 따르면, 플라이백 변환부(110), 트리거회로부(120), 펄스 변환부(130), 승압부(140), 기폭캐패시터부(150) 및 스위치부(160)를 포함한다.According to the present invention, the
플라이백 변환부(110)는 도 3과 같이 플라이백 트랜스포머와 반도체스위치를 구비하여, 입력된 배터리 직류전압을 교류전압으로 변환할 수 있다.The
더 상세하게는, 플라이백 변환부(110)는 반도체스위치를 포함한 플라이백 트랜스포머의 1차측 회로부(111) 및 1차측 회로부(111)와 물리적으로 분리된 2차측 회로부(112)로 이루어져, 1차측 회로부(111)로 입력된 배터리 직류전압을 반도체스위치를 통해 교류전압으로 변환하여 2차측 회로부(112)로 전달한다.More specifically, the
1차측 회로부(111)와 2차측 회로부(112)가 분리되어 있으나, 트랜스포머의 고유 특성에 따라 1차측 회로부(111)와 2차측 회로부(112) 사이의 분리된 공극(Air gap)을 자화시킴으로써 2차측 회로부(112)에 유도기전력을 발생시켜 전기에너지 전달하게 된다.Although the primary
이러한 플라이백 변환부(110)는 플라이백 트랜스포머의 권선비(1:N의 N값)에 따라 입력된 직류전압을 증가시킬 수 있다.The
예를 들어, 28V의 배터리 직류전압은 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
한편, 1차측 회로부(111)에 위치한 반도체스위치는 도 3에 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 located in the primary
즉, 이상과 같은 플라이백 변환부(110)는 반도체스위치의 스위칭동작 및 플라이백 트랜스포머의 전압증가 동작의 상호작용에 의해, 입력된 직류 배터리전압을 증폭된 교류전압으로 변환할 수 있다.That is, the
한편, 트리거회로부(120)는 입력되는 외부 명령신호를 트리거신호로 변환한다.Meanwhile, the
펄스 변환부(130)는 펄스 트랜스포머의 구성을 가지며, 1차측 펄스부(131) 및 상기 1차측 펄스부(131)와 물리적으로 분리된 2차측 펄스부(132)로 이루어져, 트리거회로부(120)에서 전달되어 1차측 펄스부(131)로 입력된 트리거신호를 2차측 펄스부(132)를 통해 스위치부(160)로 전달하게 된다.The
여기서도 물론, 1차측 펄스부(131)와 2차측 펄스부(132) 사이의 분리된 공극(Air gap)을 자화시킴으로써 2차측 펄스부(132)에 유도기전력을 발생시켜 전기에너지를 전달한다.Here too, of course, the induced gap is generated in the secondary
도 2 또는 도 3과 같이, 상술한 바와 같은 플라이백 변환부(110)의 1차측 회로부(111), 트리거회로부(120), 펄스 변환부(130)의 1차측 펄스부(131)는 발사 체(20)에 설치된다. 그리고, 플라이백 변환부(110)의 2차측 회로부(112)와 펄스 변환부(130)의 2차측 펄스부(132)는 위성덮개부(30)에 설치된다.As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the primary
즉, 트랜스포머에 관한 1차측과 2차측이 도 3의 분리면(40)을 기준으로 하여 서로 분리되도록 구성함으로써, 기폭에 의한 위성덮개부(30)의 분리시 종래의 도 1과 같은 분리 커넥터(9)가 전혀 필요치 않을 뿐만 아니라, 이에 따라 분리 커넥터(9)의 탈거 실패로 인한 위성덮개부(30)의 구속 현상이 전혀 발생되지 않아 위성덮개부(30)의 완전한 자유도가 보장되는 이점이 있다.That is, since the primary side and the secondary side of the transformer are configured to be separated from each other on the basis of the
한편, 플라이백 트랜스포머 또는 펄스 트랜스포머의 에너지 전달효율이 극대화되도록, 분리면(40)을 기준으로 각 트랜스포머의 1차측과 2차측(즉, 플라이백 변환부(110)의 1차측 회로부(111)와 2차측 회로부(112) 간, 펄스 변환부(130)의 1차측 펄스부(131)와 2차측 펄스부(132) 간)이 최대한 맞닿을 수 있도록 근접 배치하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in order to maximize energy transfer efficiency of the flyback transformer or the pulse transformer, the primary side and the secondary side of each transformer (that is, the primary
이하 후술할 승압부(140), 기폭캐패시터부(150) 및 스위치부(160)는 위성덮개부(30)에 구비되는 부분으로서, 플라이백 변환부(110)의 2차측 회로부(112)의 후단에 설치된다.The
승압부(140)는, 도 3과 같이 복수의 다이오드 및 캐패시터로 이루어지고, 2차측 회로부(112)로부터 전달받은 교류전압을 직류의 출력전압으로 승압한다.The
즉, 커패시터를 이용한 다이오드의 정류작용을 이용하여 교류를 직류로 변환하여 출력 가능하며, 승압된 직류 출력전압은 EBW의 기폭을 위한 에너지원이 된다.That is, it is possible to convert the AC into direct current by using the rectifier action of the diode using the capacitor, and the boosted direct current output voltage becomes an energy source for the detonation of the EBW.
예를 들면, 승압부(140)는 2차측 회로부(112)에서 출력된 약 500Vpeak 내지 600Vpeak 범위의 교류전압을, EBW(10)를 기폭하기 충분한 출력전압인 2.0kV 내지2.4kV의 직류 전압으로 승압 가능하다. 이때는 도 3과 같이 4개의 캐패시터와 4개의 다이오드로 구성된 4배 승압기의 형태를 가질 수 있다.For example, the
기폭캐패시터부(150)는 승압부(140)의 승압된 출력전압을 충전하는 부분으로서, 충전된 출력전압은 EBW(10)의 기폭을 위한 전압으로 이용된다.The
스위치부(160)는 펄스 변환부(130)의 2차측 펄스부(132)의 후단에 설치되어, 2차측 펄스부(132)로부터 전달받은 트리거신호에 따라 온/오프 동작됨으로써, 기폭캐패시터부(150)에 충전된 출력전압을 EBW(10) 측으로 공급 및 차단한다. The
예를 들면, 외부 명령신호에 의해 트리거회로부(120)에서 발생된 일정 크기 이상의 트리거신호가 스위치부(160)로 입력되는 경우 스위치가 온(ON)되고, 이와 동시에 기폭캐패시터부(150)에 충전된 출력전압이 방전되어 공급될 수 있다.For example, when a trigger signal of a predetermined magnitude or more generated from the
이러한 스위치부(160)는 반영구적이면서 안정되게 작동하는 사이리스터(Thyristor) 스위치일 수 있다.The
트리거회로부(120)는 보통 28V의 외부 명령신호를 입력받아 3V 내외의 트리거신호로 변환하여 스위치부(160)를 온/오프 제어할 수 있다.The
이상과 같은 본 발명을 요악하면 다음과 같다.The present invention as described above is as follows.
배터리 직류전원이 입력되는 플라이백 변환부(110)의 1차측 회로부(111), 외부 명령신호를 트리거신호로 변환하는 트리거회로부(120), 트리거신호가 입력되는 펄스 변환부(130)의 1차측 펄스부(131)는 모두 발사체(20)의 상단부에 위치한다.Primary side of the
또한, 발사체(20)의 상단부와 결합된 위성덮개부(30)에는, 2차측 회로 부(112)와 2차측 펄스부(132)를 배치하되 발사체(20) 측의 1차측 회로부(111) 및 2차측 회로부(112)와 최대한 인접되도록 배치하고, 또한 2차측 회로부(112)의 후단에 승압부(140), 기폭캐패시터부(150), 스위치부(160)를 배치한다.In addition, in the
여기서, 트리거신호에 따라 스위치부(160)가 온(On) 되어 기폭캐패시터부(150)에 충전된 출력전압이 EBW(10)로 공급되어 기폭이 되면, 발사체(20)와 위성덮개부(30)가 완벽히 분리됨에 따라 위성덮개부(30)의 완전한 자유도가 보장되게 된다.Here, when the
또한, 분리시 1차측과 2차측이 완전히 분리됨에 따라 기폭캐패시터부(150)에 저장된 잔류 에너지원이 단시간 내에 소진됨에 따라 시스템이 안정된 상태에서 비행 임무를 종료할 수 있도록 한다.In addition, as the primary side and the secondary side are completely separated during the separation, the remaining energy source stored in the
여기서, 1차측과 2차측이 분리되지 않는 종래의 도 1과 같은 경우, 배터리의 용량이 소진될 때까지 고전압에너지가 유지되므로 외부 요인 등에 따른 폭발 가능성이 존재하게 된다.Here, in the case of the conventional FIG. 1 in which the primary side and the secondary side are not separated, since high voltage energy is maintained until the capacity of the battery is exhausted, there is a possibility of explosion due to external factors.
한편, 도 1과 같은 종래의 피드백 회로를 제거함으로써 부품수가 감소되고 신뢰도가 향상되며 개루프 제어방식에 따른 시스템의 안정도가 보장된다. On the other hand, by eliminating the conventional feedback circuit as shown in Figure 1, the number of parts is reduced, the reliability is improved and the stability of the system according to the open-loop control method is guaranteed.
한편, 본 발명은, 도 1 및 도 2와 같이 PWM제어기(170)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the present invention may include a
PWM제어기(170)는 발사체(20)에 구비되는 부분으로서, 펄스폭 조절신호(Pulse Width Modulation;PWM)를 생성하여 반도체스위치의 게이트에 입력하고, 상기 반도체스위치의 턴온(Turn-On) 시간을 제어하는 부분이다. The
여기서, PWM제어기(170)는 최소의 배터리 직류전압에서 기폭이 가능하도록 하는 지정값의 턴온 시간으로 반도체스위치를 제어할 수 있다.Here, the
EBW(10)는 최소전압 이상의 일정 범위 내에서는 기폭이 가능하다. The
따라서 본 발명에서는 최소의 배터리 직류전압에서 기폭이 가능한 특정 턴온 시간으로 반도체스위치를 제어하게 된다. 이는 기폭캐패시터부(150)에 충전되는 고전압의 출력전압이 입력 배터리 직류전압에 따라 조절되며 배터리 직류전압이 부하의 사용에 따라 단조감소함을 고려한 것이다.Therefore, in the present invention, the semiconductor switch is controlled to a specific turn-on time capable of detonation at the minimum battery DC voltage. This is considered that the output voltage of the high voltage charged in the
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 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
도 1은 종래의 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치의 회로구성도,1 is a circuit diagram of a conventional explosive bridge wire detonator for a satellite launch vehicle;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치의 구성도,2 is a block diagram of a non-contact explosive bridge wire detonator for satellite cover separation according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 2의 회로구성도이다.3 is a circuit diagram of FIG. 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10...EBW 20...발사체10 ...
30...위성덮개부30.Satellite cover
100...위성덮개분리용 비접촉식 폭발성 브릿지와이어 기폭장치100 ... Non-contact explosive bridgewire detonator for satellite cover removal
110...플라이백 변환부 111...1차측 회로부110
112...2차측 회로부 120...트리거회로부112 ...
130...펄스 변환부 131...1차측 펄스부130 ...
132...2차측 펄스부 140...승압부132 ...
150...기폭캐패시터부 160...스위치부150 ...
170...PWM제어기170 ... PWM controller
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US5533454A (en) | 1994-07-18 | 1996-07-09 | Western Atlas International, Inc. | Alternating current activated firing circuit for EBW detonators |
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