本发明属于火工品点火,特别涉及一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统。
背景技术:
1、在航天、舰船领域,均会用到大量的火工品起爆装置完成星箭分离、器器分离等重要机构解锁,其中点火系统是火工品起爆装置的核心关键,点火系统的设计必须兼顾可靠性与安全性,既确保可靠起爆,又需防止误触发。否则会造成财力、物力等损失,甚至危害人身安全。
2、火工品点火系统一般采用电磁继电器作为开关实现点火电路的切换,电磁继电器能否按照预设完成动作主要取决于控制芯片发出的点火指令是否为有效指令。然而,在控制芯片初始上电、复位或者程序失控时,又或者存在电磁干扰时,控制芯片的i/o管脚可能处于不确定的随机状态,存在电磁继电器误动作的安全隐患。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的不足,本发明人进行了锐意研究,提供了一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,解决电磁继电器误动作、确保可靠起爆中的至少一个技术问题。
2、本发明一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,利用协同控制架构的优势,采用双重指令控制,消除单器件失效故障导致电磁继电器误动作的隐患;采用多级点火控制方案且复用模块,提高起爆安全性的同时,电路结构简单;采用主、备份双冗余的点火策略,实时检测火工品桥丝阻值,通过can总线将检测信息送至控制器,判定点火失败时启动备份点火指令,提高起爆的任务可靠性。
3、本发明提供的技术方案具体如下:
4、一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,包括点火控制电路,所述点火控制电路包括控制电源、输入电源、点火母线、第一控制模块、第二控制模块、解保模块、第一点火模块、第二点火模块和电磁继电器(ls1);
5、电磁继电器(ls1)的输入正端接输入电源的正端,第一常闭触点4和第二常闭触点8连接,第一动触点2引出负载正端,第二动触点6引出负载负端,负载正端接火工品桥丝正极,负载负端接火工品桥丝负极;
6、解保模块的输入端连接控制电源、第一控制模块和第二控制模块,输出端连接电磁继电器(ls1)的输入负端和输入电源的负端,接收第一控制模块和第二控制模块的解保护信号,控制电磁继电器(ls1)中两个动触点与两个常开触点对应吸合,完成点火控制电路解保护;
7、第一点火模块的输入端连接控制电源和第二控制模块,输出端连接电磁继电器(ls1)的第一常开触点5和点火母线正端,接收第二控制模块输出的点火信号后,连通电磁继电器的第一常开触点5和点火母线正端;
8、第二点火模块的输入端连接控制电源和第二控制模块,输出端连接电磁继电器(ls1)的第二常开触点1和点火母线负端;接收第二控制模块输出的点火信号后,连通电磁继电器的第二常开触点1和点火母线负端;第一点火模块和第二点火模块均导通后,完成火工品引爆。
9、结合第一方面,所述第一点火模块包括第一与非门逻辑芯片u3和第一固态继电器u6;第一与非门逻辑芯片u3的一路输入端接第二控制模块(第二控制芯片u2)的第一控制管脚f_out+,另一路输入端接控制电源;
10、第一与非门逻辑芯片u3的输出端接第一固态继电器u6的输入负端,控制电源(如+3.3v)接第一固态继电器u6的输入正端,点火母线正端(如+30v)接第一固态继电器u6的输出正端,电磁继电器ls1的第一常开触点5接第一固态继电器u6的输出负端。
11、结合第一方面,所述第一与非门逻辑芯片u3的输出端通过限流电阻r1接第一固态继电器u6的输入负端。
12、结合第一方面,所述第二点火模块包括第二与非门逻辑芯片u4和第二固态继电器u7;第二与非门逻辑芯片u4的一路输入端接第二控制模块(第二控制芯片u2)的第二控制管脚f_out-,另一路输入端接控制电源;
13、第二与非门逻辑芯片u4的输出端接第二固态继电器u7的输入负端,控制电源(如+3.3v)接第二固态继电器u7的输入正端,点火母线负端(如+30v_gnd)接第二固态继电器u7的输出负端,电磁继电器ls1的第二常开触点1接第二固态继电器u7的输出正端。
14、结合第一方面,所述第二与非门逻辑芯片u4的输出端通过限流电阻r2接第二固态继电器u7的输入负端。
15、结合第一方面,所述解保模块包括第三与非门逻辑芯片u5和第三固态继电器u8;第三与非门逻辑芯片u5的一路输入端接第一控制模块(第一控制芯片u1)的控制管脚unlk_dsp,另一路输入端接第二控制模块(第二控制芯片u2)的第三控制管脚unlk_fpga;
16、第三与非门逻辑芯片u5的输出端接第三固态继电器u8的输入负端,控制电源(+3.3v)接第三固态继电器u8的输入正端,输入电源负端(如+24v_gnd)接第三固态继电器u8的输出负端,电磁继电器ls1的输入负端接第三固态继电器u8的输出正端。
17、结合第一方面,所述第三与非门逻辑芯片u5的输出端通过限流电阻r3接第三固态继电器u8的输入负端。
18、结合第一方面,所述点火系统还包括火工品状态监测电路,实时检测火工品桥丝阻值,并将检测信息送至控制器,判定点火是否成功;具体地,所述火工品状态监测电路包括标准电阻和桥丝检测模块,桥丝检测模块的正负两端分别连接有转换开关,与标准电阻两端接通时实施监测前桥丝检测模块的校验;通过监测正端引线和监测负端引线连接火工品桥丝两端,并将检测信息送至控制器,利用监测到的火工品桥丝阻值反映火工品通路完好性,确定点火是否成功。
19、结合第一方面,所述点火系统还包括安装在火工品起爆通路上限流电阻。
20、结合第一方面,所述点火系统包括两组点火控制电路,形成主备份点火控制电路,主点火控制电路点火失败时启动备份双冗余点火控制电路。
21、根据本发明提供的一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,具有以下有益效果:
22、(1)本发明提供的一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,利用第一控制模块和第二控制模块(如dsp+fpga)的协同控制架构,将两个控制芯片的控制管脚均纳入控制时序逻辑,采用双重指令控制解保护,提供双保险的控制策略,彻底消除单器件失效故障导致电磁继电器误动作的隐患;
23、(2)本发明提供的一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,利用第一控制模块和第二控制模块解保护,再利用第二控制模块起爆,多级点火控制且复用模块,提高起爆安全性的同时,电路结构简单;
24、(3)本发明提供的一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,采用两组点火控制电路形成主、备份双冗余的点火策略,采用火工品状态监测电路实时检测火工品桥丝阻值,通过can总线将检测信息送至控制器,判定点火失败时启动备份点火指令,将点火控制和状态监测功能集成,提高起爆的任务可靠性。
1.一种可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,包括点火控制电路,所述点火控制电路包括控制电源、输入电源、点火母线、第一控制模块、第二控制模块、解保模块、第一点火模块、第二点火模块和电磁继电器;
2.根据权利要求1所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述第一点火模块包括第一与非门逻辑芯片和第一固态继电器;第一与非门逻辑芯片的一路输入端接第二控制模块的第一控制管脚,另一路输入端接控制电源;
3.根据权利要求2所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述第一与非门逻辑芯片的输出端通过限流电阻接第一固态继电器的输入负端。
4.根据权利要求1所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述第二点火模块包括第二与非门逻辑芯片和第二固态继电器;第二与非门逻辑芯片的一路输入端接第二控制模块的第二控制管脚,另一路输入端接控制电源;
5.根据权利要求4所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述第二与非门逻辑芯片的输出端通过限流电阻接第二固态继电器的输入负端。
6.根据权利要求1所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述解保模块包括第三与非门逻辑芯片和第三固态继电器;第三与非门逻辑芯片的一路输入端接第一控制模块的控制管脚,另一路输入端接第二控制模块的第三控制管脚;
7.根据权利要求6所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述第三与非门逻辑芯片的输出端通过限流电阻接第三固态继电器的输入负端。
8.根据权利要求1所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述点火系统还包括火工品状态监测电路,所述火工品状态监测电路实时检测火工品桥丝阻值,并将检测信息送至控制器,判定点火是否成功。
9.根据权利要求1所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述点火系统还包括安装在火工品起爆通路上限流电阻。
10.根据权利要求1所述的可防止电磁继电器误动作的高可靠点火系统,其特征在于,所述点火系统包括两组点火控制电路,形成主备份双冗余点火控制电路,主点火控制电路点火失败时启动备份点火控制电路。
