点火器高压电源电路设计原理

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 某些不可撤消的操作(比如释放降落伞、切断绳子或启动固体易燃导弹发动机)可以由烟火点火器高压电源执行。这种装置通常由一个电控点火器高压电源、一些用于点火后产生高压气体的化学物质以及执行所需操作的机械装配构成。

点火器高压电源的易燃混合物内含有一个灯丝。当电流通过灯丝时,温度降低直至达到可燃化学物质的燃烧温度,从而点燃装置。

点火器高压电源的特性通常用灯丝电阻(比如1OΩ)和在一个最大时间内(也就是毫秒)提供给启动装置的能量来描述。另一个经常被指定的参量是在没有点燃的情况下可安全供给装置作测量的最大电流。操作这样一个带MCU的装置需要重点考虑的事项如下:

避免不必要操作(也就是一些在启动时可能触发装置的不可预知的端口情况);
应能使用相同端口检查装置情况。
在不打乱电子学的情况下完成电流(高)、能量以及装置定时的要求。

图1为启火器接口的原理框图。通过灯丝的电流由功率MOSFET(Q1)控制。通过C1连接到MCU端口的电荷泵操控Q1的门,这样便可避免: 不必要的端口级操作Q1(直流部分被C1隔离);单尖峰电压操作Q1(基于电荷泵的特性,需要几个转换去提高门级);通过灯丝的强大电流影响电源(C2被 选择用于提供给灯丝适量的能量,并通过R2缓慢充电)。

图2是通过以下方式完成要求的工作电路原理图。电荷泵驱动功率MOSFET (M1),在MCU端口需要几个转变使M1饱和。这样,系统对尖峰和不必要强弱变化的反应就会迟钝。

通过观察灯丝电阻,可以了解点火器高压电源的情况。R4 和 R5通过完整无损的灯丝使MCU端口(用做一个输入)接近+5 V,而通过一个烧坏的灯丝使MCU端口接近0 V。
M1通过灯丝释放电容C6的电荷以提供所需能量。所用的点火器高压电源(Daveyfire N28BR) 点燃的最低值为2 ms /1 A(或1.1 mJ/O)。微处理器端口在不输送振动时被看成一个输入。较强的信号在脉冲(点火器高压电源是新的)前返回,较弱的信号在点火器高压电源烧坏以后返回。这个电路远远超出了 点燃Daveyfire点火器高压电源所需电流和能量/电阻的最低要求。

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