[发明专利]火箭时序控制器及控制方法

权利要求书

1.火箭时序控制器，它包括：供配电电路、时序控制电路以及点火电路；其特征在于：

所述供配电电路包括：分时为所述火箭时序控制器供电的地面供电电路以及箭载电池(1)；将所述地面供电电路以及所述箭载电池(1)输出的12V电压转换为5V电压和3.3V电压的两级稳压电源LD0；将所述箭载电池(1)电压转换为数字量并提供给所述时序控制电路的电压检测电路AD，所述电压检测电路AD接收来自所述两级稳压电源LD0输出的5V电压；接收和放大所述时序控制电路给出的“转电”信号的第一场效应管(2)；受所述第一场效应管(2)输出“转电”信号或由地面发控系统人为给出“紧急断电”信号驱动的第一双路触点磁保持继电器J1，所述第一双路触点磁保持继电器J1收到所述“转电”信号后，接通其常开点K1，使得所述箭载电池(1)通过两级稳压电源LD0向所述时序控制电路供电，所述第一双路触点磁保持继电器J1收到所述“紧急断电”信号后，断开其常开点K1切断所述箭载电池(1)的供电；

所述时序控制电路包括：基于Flash架构的FPGA控制芯片(3)，其内部采用累加过程仅有一位寄存器的门电路逻辑发生翻转的格雷码计数器；所述FPGA控制芯片(3)与上位机之间的串行通讯接口(5)；接收分离插头脱落信号的TO调理电路(10)，所述TO调理电路(10)接入所述FPGA控制芯片(3)；存放装定时序参数的高可靠性EEPROM(4)，所述装定时序参数由所述上位机给出，经由所述串行通讯接口(5)和所述FPGA控制芯片(3)存入所述EEPROM(4)，由所述EEPROM(4)加载至所述FPGA控制芯片(3)内部的定时器；当所述FPGA控制芯片(3)接收到“时序测试”指令或“发射准备指令”后，若判断分离插头脱落信号有效，将启动所述格雷码计数器从0开始计时，当计数值与加载的所述装定时序参数相等时，所述时序控制电路向所述点火电路发出“时序”信号；

所述点火电路包括：接收和放大所述时序控制电路给出“保险”信号的第二场效应管(6)；接收和放大所述时序控制电路给出“解保”信号的第三场效应管(7)；受所述第二场效应管(6)输出“保险”信号或所述第三场效应管(7)输出“解保”信号驱动的第二双路触点磁保持继电器J2，所述第二双路触点磁保持继电器J2收到所述“保险”信号后，接通其常闭接点K2-1使火工品(8)两端接地线，断开其常开接点K2-2使所述点火电路与所述火工品(8)之间的通路断开，使所述火工品(8)处于安全状态；所述第二双路触点磁保持继电器J2收到所述“解保”信号后，断开其常闭接点K2-1，接通其常开接点K2-2，使所述火工品(8)处于待发状态；接收和放大所述时序控制电路给出“时序”信号的第四场效应管(9)；受所述第四场效应管(9)输出“时序”信号驱动的第一触点电磁继电器J3，所述第一触点电磁继电器J3收到所述“时序”信号后，接通其常开接点K3和限流电阻R向所述火工品(8)施加起爆电压；所述点火电路的连接关系为：所述第三场效应管(7)的栅极接入所述FPGA控制芯片(3)，漏极接入所述第二双路触点磁保持继电器J2的一路，所述第二场效应管(6)的栅极接入所述FPGA控制芯片(3)，漏极接入所述第二双路触点磁保持继电器J2的另一路，所述第四场效应管(9)的栅极接入所述FPGA控制芯片(3)，漏极接入所述第一触点电磁继电器J3；所述第二双路触点磁保持继电器J2与所述第一触点电磁继电器J3的另一端连接后通过所述限流电阻R、所述第一触点电磁继电器J3的常开接点K3以及所述第二双路触点磁保持继电器J2的常开接点K2-2接入所述火工品(8)的一端，所述火工品(8)的另一端接地；所述第二双路触点磁保持继电器J2的常闭接点K2-1一端接地，另一端接入所述常开接点K2-2与所述火工品(8)之间；在所述常开接点K3以及所述常开接点K2-2间引出有时序/阻值测试端。

2.一种火箭时序控制方法，它使用如权利要求1所述火箭时序控制器，并包括以下步骤：

A.火箭时序控制器上电后，向所述FPGA控制芯片(3)内部的定时器加载所述EEPROM(4)存放的所述装定时序参数；所述FPGA控制芯片(3)向所述上位机反馈包括火箭时序控制器设备型号、编号、批次、状态信息及当前加载的所述装定时序参数的自检信息；

B.所述FPGA控制芯片(3)等待和检测所述串行通讯接口(5)传来的地面发控指令；所述地面发控指令包括“转电”、“电池电压检测”、“时序参数装定”、“保险”、“解保”、“时序测试”及“发射准备”，指令的接收采用应答机制；

C.所述FPGA控制芯片(3)接收到“转电”指令后，通过所述第一场效应管(2)，所述第一双路触点磁保持继电器J1及其常开接点K1，将由地面供电切换为由所述箭载电池(1)向所述时序控制电路及所述点火电路供电；

D.所述FPGA控制芯片(3)接收到“电池电压检测”指令后，将所述电压检测电路AD的输出值通过所述串行通讯接口(5)传送给所述上位机；

E.所述FPGA控制芯片(3)接收到“时序参数装定”指令后，通过所述串行通讯接口(5)接收所述上位机给出的所述装定时序参数，写入所述EEPROM(4)，重新向所述FPGA控制芯片(3)内部的定时器加载所述EEPROM(4)存放的所述装定时序参数；所述FPGA控制芯片(3)向所述上位机反馈当前加载的所述装定时序参数；

F.在“时序/阻值测试”流程中，所述FPGA控制芯片(3)接收到“解保”指令后，向所述第二双路触点磁保持继电器J2发送“解保”信号，所述第二双路触点磁保持继电器J2的常开接点K2-2闭合，常闭接点K2-1断开，通过时序/阻值测试接口及GND接口将所述火工品(8)接入地面发控设备进行阻值测试；所述FPGA控制芯片(3)接收到“时序测试”指令后，向所述第二双路触点磁保持继电器J2发送“保险”信号，保持所述火工品(8)处于安全状态，启动所述格雷码计数器从0开始计时，当计数值与当前加载的所述装定时序参数相等时，通过所述第四场效应管(9)，所述第一触点电磁继电器J3及其常开接点K3和限流电阻R，通过时序/阻值测试接口及GND接口向地面发控设备输出时序信号；

G.在“发射”流程中，所述FPGA控制芯片(3)接收到“发射准备”指令后，判断火工品是否解保处于待发状态；

H.火箭起飞其分离插头脱落时刻，所述FPGA控制芯片(3)通过所述T0调理电路(10)接收到分离插头脱落信号，启动所述格雷码计数器从0开始计时，当计数值与当前加载的所述装定时序参数相等时，通过所述第四场效应管(9)，所述第一触点电磁继电器J3及其常开接点K3，向所述火工品(8)施加起爆电压；

火箭起飞前，若所述火箭时序控制器接收到地面发控系统人为给出“紧急断电”信号，则通过所述第一双路触点磁保持继电器J1断开其常开接点K1，切断所述电池(1)的供电。