一种高速大电流点火驱动电路的制作方法
专利名称:一种高速大电流点火驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高速大电流点火驱动电路,包括主要由储能电容C1组成的充电电路、控制储能电容放电的开关电路，以及将储能电容中电能输送给驱动负载的放电电路，其特征在于：各电路结构为逻辑电路。本实用新型的有益效果在于具有很强的抗电磁干扰能力，适用于电磁复杂的场合。
【专利说明】
一种高速大电流点火驱动电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种驱动电路，特别是一种用于驱动负载的高速大电流点火驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，越来越多的设备需要脉冲电流信号驱动，比如快速接地开关，燃气发生器、电雷管等。在设备所在的系统，响应时间是系统的重要指标，越短越好。因此对设备驱动的时间要求越来越短，即在越短的时间完成整个设备的驱动，设备响应事件处理越及时。为了增加设备的驱动能力，驱动电路提供的电流越大，对设备的驱动能力越强。在某些应用场合，对驱动电流的大小和时间要求很苛刻。如电力系统中，要求故障发生时(如发生电弧灾害)，接地开关要迅速响应，对驱动电流要求较高。目前瞬态点火驱动控制信号一般由微处理器给出，点火驱动时间与微处理器给出的脉冲信号脉宽相同，但由于在电力系统中存在强交变电磁场，微处理器抗干扰能力差，同时微处理器给出的脉冲TTL信号易受到干扰。若电力系统故障发生时保护设备不能可靠动作或在受到强干扰时误动作，会造成重大财产损失。
【实用新型内容】
[0003]为提高点火驱动电路的抗干扰性能，克服在强电磁干扰下，微处理器工作可靠性不高，同时微处理器给出的点火控制脉冲TTL信号易受到干扰的不足，本实用新型提供一种高速大电流的点火驱动控制电路，该电路的点火驱动控制信号可兼容CMOS电平，可以是稳态信号，不依赖微处理器，完成点火驱动的时间不受微处理器控制，抗干扰能力强。
[0004]本实用新型专利采用的技术方案是，
[0005]—种高速大电流点火驱动电路，包括为储能电容Cl充电的充电电路、控制储能电容Cl放电的开关电路，以及将储能电容中电能输送给驱动负载的放电电路，所述开关电路中的驱动控制信号依次流经二极管D7、电阻R7光耦Ul的阳极和阴极、稳压二极管D10，所述光耦Ul的阳极和阴极连接二极管D8，光耦Ul输出端通过电阻R9与MOS管Ql的G极连接，MOS管的S极通过二极管D11、D12接地，电阻RlO和电容C3构成的滤波电路并联在MOS管的G极、S极，MOS管的D极通过功率电阻R5与储能电容Cl的一端连接，MOS管的D极串联电阻R8、电容C2，C2的另一端以及MOS管的S极接光耦Ul的电源负端。
[0006]按上述方案，所述放电电路包括滤波器Al，所述滤波器Al的其中一个输入端与储能电容CI的一端连接，所述滤波器Al的另一个输入端连接MOS管Ql的S极，滤波器Al的输出端连接被驱动负载。
[0007 ]按上述方案，所述滤波器Al的输入端串联电阻R2.
[0008]按上述方案，所述储能电容Cl的两端串联电阻R3和二极管D2，电阻R3与二极管D2正极连接的一端同时连接二极管D3的正极，二极管D3的负极接光耦的电源负端。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]1、本专利中开关电路为逻辑电路，没有微处理器，抗干扰能力强，适用于较为复杂的电磁场环境；
[0011 ] 2、部点火控制信号可兼容CMOS电平，可以是稳态电压形式，降低了对点火控制信号的要求，易于实现，抗干扰能力强；
[0012]3、采用储能电容作为驱动电源，在大电流点火驱动时极大的减小了对供电电源的冲击干扰。
【附图说明】
[0013]图1本专利点火驱动电路流程图；
[0014]图2本专利点火驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0016]图1至图2具体示出了本专利的结构特点，下面结合图1至图2具体说明本实用新型实施例。
[0017]如附图2所示，所述的驱动电路包括开关电路2、充电电路I，放电电路3、模拟线滤波器、储能电容等。点火驱动控制信号通过二极管D7(型号1N4148)与电阻R7(470Q )相连，R7—端与光耦Ul(型号为HCPL-3020)的2脚相连。光耦的3脚与稳压二极管D10(型号为BZX85C4V7)—端相连，DlO —端接地。另外Ul的2脚和3脚之间并联二极管D8(型号为1N4148)，D8起到防反接保护作用。Ul的电源正8脚接15V，电源负端接VEE，光耦输出端接R9(100Ω )，R9另一端MOS管Ql(型号为IRF640N)的G极相连。电阻R10(10KQ )和电容C3(10nF)并联在G和S端，S端与光耦的电源负端连接，VEE和地之间串联二极管D11 (型号为BYT52M)和D12(型号为BYT52MKM0S管的D极通过功率电阻R5与储能C1(47UF/300V)相连，同时MOS管的D极通过功率电阻R8与电容C2(0.1UF/400V)相连，C2另一极接VEE。同时储能电容C1(47UF)一极与电阻R3(220KQ )—端连接，R3另一端与二极管D3(型号BYT52M)连接，二极管D3与光耦Ul的电源负端连接。电阻R3和D2串联并接在储能电容Cl两端。电源POWER通过Dl (型号8￥丁5210和1?1(101(0)与储能电容(:1一端连接，同时1?1一端与04(型号8￥了521)、05(型号BYT52M)串联与光耦Ul的电源负端相连。VEE通过R4(180Q )与电源地GND相连。电阻R2跨接在滤波器Al (型号为FN402-2.5_02)的输入正负两端，输出正负两端接被驱动的后级。
[0018]本实用新型的工作原理:
[0019]本实用新型在使用时，在不需点火驱动时，接通电源POWER即可，驱动控制信号悬空或拉低，电源POWER通过充电回路对储能电容进行充电。当需要点火驱动时，外部施加点火驱动控制信号高电平，作为开关电路的输入，此时光耦Ul的6脚输出高电平，当MOS管的Gate级电压大于开启门电压，该MOS管Ql的D、S端呈低阻状态，相当于导通状态。当MOS管Ql的D、S端导通的时，储能电容通过放电回路储能电容正极R5、Q1、驱动负载、储能电容负极回路进行放电，放电时间常数为(R5+负载阻值)*C1，如图2所示电路，当负载阻值为2欧姆时，放电常数约为10us。从描述可以看出，整个放电过程和供电电源独立开来，放电时不会对供电电源造成冲击，拉低电源电压，保护了其他共用此电源的设备免受大电流冲击。
[0020]综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高速大电流点火驱动电路，包括为储能电容Cl充电的充电电路、控制储能电容Cl放电的开关电路，以及将储能电容Cl的电能输送给驱动负载的放电电路，其特征在于:所述开关电路中的驱动控制信号依次流经二极管D7、电阻R7光耦Ul的阳极和阴极、稳压二极管DlO，所述光耦Ul的阳极和阴极连接二极管D8，光耦Ul输出端通过电阻R9与MOS管Ql的G极连接，MOS管Ql的S极通过二极管Dll、D12接地，电阻RlO和电容C3构成的滤波电路并联在MOS管的G极、S极，MOS管的D极通过功率电阻R5与储能电容的一端连接，MOS管的D极串联电阻R8、电容C2，C2的另一端以及MOS管的S极接光耦Ul的电源负端。2.根据权利要求1所述的高速大电流点火驱动电路，其特征在于:所述放电电路包括滤波器Al，所述滤波器Al的其中一个输入端与储能电容Cl的一端连接，所述滤波器Al的另一个输入端连接MOS管Ql的S极，滤波器Al的输出端连接被驱动负载。3.根据权利要求2所述的高速大电流点火驱动电路，其特征在于:所述滤波器Al的输入端串联电阻R2.4.根据权利要求1或2所述的高速大电流点火驱动电路，其特征在于:所述储能电容Cl的两端串联电阻R3和二极管D2，电阻R3与二极管D2正极连接的一端同时连接二极管D3的正极，二极管D3的负极接光耦的电源负端。
【文档编号】H03K19/0948GK205725704SQ201620393141
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】贾云东, 李世智, 张付华, 是海梅, 王理
【申请人】中国船舶重工集团公司第七○研究所, 中国船舶重工集团公司第七一○研究所
【专利摘要】本实用新型涉及一种高速大电流点火驱动电路,包括主要由储能电容C1组成的充电电路、控制储能电容放电的开关电路，以及将储能电容中电能输送给驱动负载的放电电路，其特征在于：各电路结构为逻辑电路。本实用新型的有益效果在于具有很强的抗电磁干扰能力，适用于电磁复杂的场合。
【专利说明】
一种高速大电流点火驱动电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种驱动电路，特别是一种用于驱动负载的高速大电流点火驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，越来越多的设备需要脉冲电流信号驱动，比如快速接地开关，燃气发生器、电雷管等。在设备所在的系统，响应时间是系统的重要指标，越短越好。因此对设备驱动的时间要求越来越短，即在越短的时间完成整个设备的驱动，设备响应事件处理越及时。为了增加设备的驱动能力，驱动电路提供的电流越大，对设备的驱动能力越强。在某些应用场合，对驱动电流的大小和时间要求很苛刻。如电力系统中，要求故障发生时(如发生电弧灾害)，接地开关要迅速响应，对驱动电流要求较高。目前瞬态点火驱动控制信号一般由微处理器给出，点火驱动时间与微处理器给出的脉冲信号脉宽相同，但由于在电力系统中存在强交变电磁场，微处理器抗干扰能力差，同时微处理器给出的脉冲TTL信号易受到干扰。若电力系统故障发生时保护设备不能可靠动作或在受到强干扰时误动作，会造成重大财产损失。
【实用新型内容】
[0003]为提高点火驱动电路的抗干扰性能，克服在强电磁干扰下，微处理器工作可靠性不高，同时微处理器给出的点火控制脉冲TTL信号易受到干扰的不足，本实用新型提供一种高速大电流的点火驱动控制电路，该电路的点火驱动控制信号可兼容CMOS电平，可以是稳态信号，不依赖微处理器，完成点火驱动的时间不受微处理器控制，抗干扰能力强。
[0004]本实用新型专利采用的技术方案是，
[0005]—种高速大电流点火驱动电路，包括为储能电容Cl充电的充电电路、控制储能电容Cl放电的开关电路，以及将储能电容中电能输送给驱动负载的放电电路，所述开关电路中的驱动控制信号依次流经二极管D7、电阻R7光耦Ul的阳极和阴极、稳压二极管D10，所述光耦Ul的阳极和阴极连接二极管D8，光耦Ul输出端通过电阻R9与MOS管Ql的G极连接，MOS管的S极通过二极管D11、D12接地，电阻RlO和电容C3构成的滤波电路并联在MOS管的G极、S极，MOS管的D极通过功率电阻R5与储能电容Cl的一端连接，MOS管的D极串联电阻R8、电容C2，C2的另一端以及MOS管的S极接光耦Ul的电源负端。
[0006]按上述方案，所述放电电路包括滤波器Al，所述滤波器Al的其中一个输入端与储能电容CI的一端连接，所述滤波器Al的另一个输入端连接MOS管Ql的S极，滤波器Al的输出端连接被驱动负载。
[0007 ]按上述方案，所述滤波器Al的输入端串联电阻R2.
[0008]按上述方案，所述储能电容Cl的两端串联电阻R3和二极管D2，电阻R3与二极管D2正极连接的一端同时连接二极管D3的正极，二极管D3的负极接光耦的电源负端。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]1、本专利中开关电路为逻辑电路，没有微处理器，抗干扰能力强，适用于较为复杂的电磁场环境；
[0011 ] 2、部点火控制信号可兼容CMOS电平，可以是稳态电压形式，降低了对点火控制信号的要求，易于实现，抗干扰能力强；
[0012]3、采用储能电容作为驱动电源，在大电流点火驱动时极大的减小了对供电电源的冲击干扰。
【附图说明】
[0013]图1本专利点火驱动电路流程图；
[0014]图2本专利点火驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0016]图1至图2具体示出了本专利的结构特点，下面结合图1至图2具体说明本实用新型实施例。
[0017]如附图2所示，所述的驱动电路包括开关电路2、充电电路I，放电电路3、模拟线滤波器、储能电容等。点火驱动控制信号通过二极管D7(型号1N4148)与电阻R7(470Q )相连，R7—端与光耦Ul(型号为HCPL-3020)的2脚相连。光耦的3脚与稳压二极管D10(型号为BZX85C4V7)—端相连，DlO —端接地。另外Ul的2脚和3脚之间并联二极管D8(型号为1N4148)，D8起到防反接保护作用。Ul的电源正8脚接15V，电源负端接VEE，光耦输出端接R9(100Ω )，R9另一端MOS管Ql(型号为IRF640N)的G极相连。电阻R10(10KQ )和电容C3(10nF)并联在G和S端，S端与光耦的电源负端连接，VEE和地之间串联二极管D11 (型号为BYT52M)和D12(型号为BYT52MKM0S管的D极通过功率电阻R5与储能C1(47UF/300V)相连，同时MOS管的D极通过功率电阻R8与电容C2(0.1UF/400V)相连，C2另一极接VEE。同时储能电容C1(47UF)一极与电阻R3(220KQ )—端连接，R3另一端与二极管D3(型号BYT52M)连接，二极管D3与光耦Ul的电源负端连接。电阻R3和D2串联并接在储能电容Cl两端。电源POWER通过Dl (型号8￥丁5210和1?1(101(0)与储能电容(:1一端连接，同时1?1一端与04(型号8￥了521)、05(型号BYT52M)串联与光耦Ul的电源负端相连。VEE通过R4(180Q )与电源地GND相连。电阻R2跨接在滤波器Al (型号为FN402-2.5_02)的输入正负两端，输出正负两端接被驱动的后级。
[0018]本实用新型的工作原理:
[0019]本实用新型在使用时，在不需点火驱动时，接通电源POWER即可，驱动控制信号悬空或拉低，电源POWER通过充电回路对储能电容进行充电。当需要点火驱动时，外部施加点火驱动控制信号高电平，作为开关电路的输入，此时光耦Ul的6脚输出高电平，当MOS管的Gate级电压大于开启门电压，该MOS管Ql的D、S端呈低阻状态，相当于导通状态。当MOS管Ql的D、S端导通的时，储能电容通过放电回路储能电容正极R5、Q1、驱动负载、储能电容负极回路进行放电，放电时间常数为(R5+负载阻值)*C1，如图2所示电路，当负载阻值为2欧姆时，放电常数约为10us。从描述可以看出，整个放电过程和供电电源独立开来，放电时不会对供电电源造成冲击，拉低电源电压，保护了其他共用此电源的设备免受大电流冲击。
[0020]综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高速大电流点火驱动电路，包括为储能电容Cl充电的充电电路、控制储能电容Cl放电的开关电路，以及将储能电容Cl的电能输送给驱动负载的放电电路，其特征在于:所述开关电路中的驱动控制信号依次流经二极管D7、电阻R7光耦Ul的阳极和阴极、稳压二极管DlO，所述光耦Ul的阳极和阴极连接二极管D8，光耦Ul输出端通过电阻R9与MOS管Ql的G极连接，MOS管Ql的S极通过二极管Dll、D12接地，电阻RlO和电容C3构成的滤波电路并联在MOS管的G极、S极，MOS管的D极通过功率电阻R5与储能电容的一端连接，MOS管的D极串联电阻R8、电容C2，C2的另一端以及MOS管的S极接光耦Ul的电源负端。2.根据权利要求1所述的高速大电流点火驱动电路，其特征在于:所述放电电路包括滤波器Al，所述滤波器Al的其中一个输入端与储能电容Cl的一端连接，所述滤波器Al的另一个输入端连接MOS管Ql的S极，滤波器Al的输出端连接被驱动负载。3.根据权利要求2所述的高速大电流点火驱动电路，其特征在于:所述滤波器Al的输入端串联电阻R2.4.根据权利要求1或2所述的高速大电流点火驱动电路，其特征在于:所述储能电容Cl的两端串联电阻R3和二极管D2，电阻R3与二极管D2正极连接的一端同时连接二极管D3的正极，二极管D3的负极接光耦的电源负端。
【文档编号】H03K19/0948GK205725704SQ201620393141
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】贾云东, 李世智, 张付华, 是海梅, 王理
【申请人】中国船舶重工集团公司第七○研究所, 中国船舶重工集团公司第七一○研究所
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