[发明专利]高压点火继电器及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及继电器技术领域，具体涉及一种高压点火继电器及其运行方法。

背景技术

点火装置作为关系到武器系统安全与可靠的关键部件，直接影响到整个武器系统的生存能力和战斗力的发挥。在各种恶劣环境条件下，一方面要求在战斗状态下确保向发火元件（火工品）提供额定的电流脉冲（一般工作电压为直流27V），另一方面要求在安全（非战斗）状态下，防止发火元件在射频、静电等作用下发生误点火。目前，传统的武器系统火工品点火电路采用低压（直流27V）小电流（10A）点火，由于传统火工品点火电路选用机电隔离式安全装置隔离钝感型发火元件，因此在应对未来更恶劣的电磁环境和力学环境均存在不安全因素。而现有的高压点火系统和方案，又主要针对的是油料，可燃气体、固体和粉末进行燃烧点火控制，不符合武器系统高压火工品爆炸点火要求，并且没有可靠的保险机构，不符合武器系统整机安全要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压点火继电器及其运行方法，其能够提高点火装置的安全性、降低点火系统的敏感度，具有工作可靠性高、体积小和重量轻等特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高压点火继电器，主要由点火电源开关电路、安全解锁及点火控制电路、升压电路、高压储能电路、以及高压脉冲电流开关电路组成；点火电源开关电路的输入端与外部输入的点火电源输入信号相连；点火电源开关电路的输出端与升压电路的输入端相连；升压电路的输出端连接高压储能电路的输入端；高压储能电路的输出端连接高压脉冲电流开关电路的输入端；安全解锁及点火控制电路的输入端连接外部输入的点火电源输入信号，安全解锁及点火控制电路的控制端与上级控制器相连，安全解锁及点火控制电路的电源开关驱动输出端连接点火电源开关电路的控制端，安全解锁及点火控制电路的点火开关驱动输出端连接高压脉冲电流开关电路的控制端；高压脉冲电流开关电路的输出端向外部输出高压点火脉冲输出信号。

上述方案中，安全解锁及点火控制电路包括电源模块、隔离收发器、微控制器、电源开关隔离驱动电路、以及点火开关隔离驱动电路；电源模块的输入端与外部输入的点火电源输入信号相连；电源模块的2个输出端分别连接隔离收发器和微控制器的电源输入端；隔离收发器的一端连接上级控制器，一端连接微控制器；微控制器的2个信号输出端分别连接电源开关隔离驱动电路和点火开关隔离驱动电路的输入端；电源开关隔离驱动电路的输出端连接点火电源开关电路的控制端，点火开关隔离驱动电路的输出端连接高压脉冲电流开关电路的控制端。

上述方案中，隔离收发器为RS485隔离收发器或RS422隔离收发器。

上述方案中，升压电路包括原边供电电路，PWM控制器，开关晶体管Q1，变压器T1，二极管VD1，电容C1、C2，以及电阻R1、R2；电容C1并联在点火电源开关电路的输出端的正负极上；原边供电电路的电源输入端连接点火电源开关电路输出端的正极，原边供电电路的电源输出端连接变压器T1的初级的一端；原边供电电路的信号输出端经PWM控制器连接开关晶体管Q1的栅极，开关晶体管Q1的漏极连接变压器T1的初级的另一端，开关晶体管Q1的源极连接点火电源开关电路的输出端负极；变压器T1的次级的一端连接二极管VD1的正极，二极管VD1的负极连接高压储能电路的输入端正极，变压器T1的次级的另一端连接高压储能电路的输入端负极；电阻R1和电阻R2相互串联，且串联后的两端分别接在高压储能电路的输入端的正极和负极上，电阻R1和电阻R2的相连端连接原边供电电路的信号输入端；电容C2并联在高压储能电路的输入端的正负极上。

上述方案中，点火电源开关电路和安全解锁及点火控制电路形成继电器的控制电路部分；升压电路、高压储能电路和高压脉冲电流开关电路形成继电器的高压电路部分；上述控制电路部分和高压电路部分单独装成2个独立的壳体中，之后再呈并联连接形成分体结构的高压点火继电器；或上述控制电路部分和高压电路部分共同组装在同一个壳体中，形成单独体结构的高压点火继电器。

上述高压点火继电器的运行方法，包括如下步骤：

低压点火电源通过电源线引入点火电源开关电路，点火电源开关电路受安全解锁及点火控制电路的控制，用来接通或断开升压电路的电源输入，使继电器进入预备或锁定状态；

升压电路完成低压点火电压的升压工作，转换成高压点火所需的高压直流电提供给高压储能电路使用；

高压储能电路完成对高压点火所需点火能量的高压储存，以备点火所需；