一种起爆激光器通路状态回测电路的制作方法

本实用新型涉及一种火工品领域的电子电路技术领域，特别是一种起爆激光器通路状态回测电路。

背景技术：

激光起爆系统是一种以激光器为能量源的非电起爆系统。激光器输出的能量通过光纤传送，到达火药药面后引爆火药。激光器输出的能量来源于电通路，而电通路的通断控制决定了激光器是否会输出能量。因此，对于激光起爆控制系统而言，电通路的控制是一项非常重要的功能。

激光起爆系统电通路不但要求能够可靠点火，而且需要具备较高的安全性和可测试性。与电起爆火工品不同，激光火工品无法使用桥丝短路等传统电起爆系统的安全措施保障系统安全，并且电通路的通断控制所使用的开关实际物理状态无法获取，这对于火工品控制系统而言是一个极大的隐患。因此，电通路的状态采样也是激光起爆系统必须监测的重要参数。

目前还没有相应的检测电路。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种起爆激光器通路状态回测电路，提高了激光起爆系统的可靠性、安全性和可测试性，实时监测电通路控制开关状态，避免电通路控制开关误动作导致火工品的误起爆风险。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种起爆激光器通路状态回测电路，包括起爆电通路和监测电通路；

其中，起爆电通路包括第一隔离二极管D1、第二隔离二极管D2、保护电阻R1、解保开关S1、控制开关S2、第一起爆激光器LD1、第二起爆激光器LD2、第一限流电阻R2和第二限流电阻R3；

第一隔离二极管D1的正极与外部起爆通路电源+V连通；第一隔离二极管D1的负极分别与保护电阻R1和解保开关S1连通；第二隔离二极管D2的正极与监测电通路连通；第二隔离二极管D2的负极分别与保护电阻R1、解保开关S1和控制开关S2的一端连通；控制开关S2的另一端分别与第一起爆激光器LD1的正极、第二起爆激光器LD2的正极和监测电通路连通；第一起爆激光器LD1的负极与第一限流电阻R2连通后接地；第二起爆激光器LD2的负极与第二限流电阻R3连通后接地。

在上述的一种起爆激光器通路状态回测电路，所述的监测电通路包括第一匹配电阻R4、第二匹配电阻R5、滤波电容C1、光耦合器P1、第三匹配电阻R6和施密特触发器U1；其中，第二匹配电阻R5的一端与外部监测通路电源+V_iso连通；第二匹配电阻R5的另一端与第二隔离二极管D2的正极连通；光耦合器P1的输入端的正极分别与滤波电容C1的一端、第一匹配电阻R4的一端和第二起爆激光器LD2的正极连通；光耦合器P1的输入端的负极分别与滤波电容C1的另一端、第一匹配电阻R4的另一端连通后接地；光耦合器P1的输出端的正极分别与第三匹配电阻R6的一端、施密特触发器U1的正极连通；第三匹配电阻R6的另一端接电源VCC；施密特触发器U1的负极与外部检测设备连通；光耦合器P1的输出端的负极接地。

在上述的一种起爆激光器通路状态回测电路，所述外部起爆通路电源+V的电压为28V；保护电阻R1阻值为10kΩ；第一限流电阻R2和第二限流电阻R3的阻值均为5Ω。

在上述的一种起爆激光器通路状态回测电路，所述第一起爆激光器LD1和第二起爆激光器LD2的正向压降均为2.2V；第一隔离二极管D1和第二隔离二极管D2的正向压降均为0.7V。

在上述的一种起爆激光器通路状态回测电路，所述外部监测通路电源+V_iso的电压为5V；第二匹配电阻R5的阻值为330Ω；第一匹配电阻R4的阻值为470Ω。

在上述的一种起爆激光器通路状态回测电路，所述滤波电容C1的容值为0.1uF；电源VCC的电压为3.3V；第三匹配电阻R6的阻值为2kΩ；光耦合器P1的输入正向压降为1.0V，输入电流5～20mA。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型起爆电通路能够同时控制两路激光器发出起爆激光，提高了系统的冗余度和可靠性；

(2)本实用新型在起爆电通路中设计了保护电阻R1和解保开关S1，在不闭合解保开关S1的情况下，即使通路控制开关S2误接通，起爆激光器LD1、LD2发出的激光也不足以引爆火工品，进一步提高了系统的安全性；

(3)本实用新型中监测通路电源V_iso和起爆通路电源V相互隔离，工作互不干扰；

(4)本实用新型监测通路电源V_iso电压低于起爆通路电源V电压，即使隔离DC/DC电源出现隔离异常，仍然可以保障火工品不误起爆，实现了监测电路与起爆电路的故障隔离。

附图说明

图1为本实用新型回测电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

本实用新型为了解决激光起爆系统电通路可靠控制和状态监控问题，避免电通路开关误动作引起的火工品触发，提高激光起爆系统的安全性。

如图1所示为回测电路示意图，由图可知，一种起爆激光器通路状态回测电路，包括起爆电通路和监测电通路；

其中，起爆电通路包括第一隔离二极管D1、第二隔离二极管D2、保护电阻R1、解保开关S1、控制开关S2、第一起爆激光器LD1、第二起爆激光器LD2、第一限流电阻R2和第二限流电阻R3；

第一隔离二极管D1的正极与外部起爆通路电源+V连通；第一隔离二极管D1的负极分别与保护电阻R1和解保开关S1连通；第二隔离二极管D2的正极与监测电通路连通；第二隔离二极管D2的负极分别与保护电阻R1、解保开关S1和控制开关S2的一端连通；控制开关S2的另一端分别与第一起爆激光器LD1的正极、第二起爆激光器LD2的正极和监测电通路连通；第一起爆激光器LD1的负极与第一限流电阻R2连通后接地；第二起爆激光器LD2的负极与第二限流电阻R3连通后接地。

监测电通路包括第一匹配电阻R4、第二匹配电阻R5、滤波电容C1、光耦合器P1、第三匹配电阻R6和施密特触发器U1；其中，第二匹配电阻R5的一端与外部监测通路电源+V_iso连通；第二匹配电阻R5的另一端与第二隔离二极管D2的正极连通；光耦合器P1的输入端的正极分别与滤波电容C1的一端、第一匹配电阻R4的一端和第二起爆激光器LD2的正极连通；光耦合器P1的输入端的负极分别与滤波电容C1的另一端、第一匹配电阻R4的另一端连通后接地；光耦合器P1的输出端的正极分别与第三匹配电阻R6的一端、施密特触发器U1的正极连通；第三匹配电阻R6的另一端接电源VCC；施密特触发器U1的负极与外部检测设备连通；光耦合器P1的输出端的负极接地。

外部起爆通路电源+V的电压为28V；保护电阻R1阻值为10kΩ；第一限流电阻R2和第二限流电阻R3的阻值均为5Ω；第一起爆激光器LD1和第二起爆激光器LD2的正向压降均为2.2V；第一隔离二极管D1和第二隔离二极管D2的正向压降均为0.7V。外部监测通路电源+V_iso的电压为5V；第二匹配电阻R5的阻值为330Ω；第一匹配电阻R4的阻值为470Ω。滤波电容C1的容值为0.1uF；电源VCC的电压为3.3V；第三匹配电阻R6的阻值为2kΩ；光耦合器P1的输入正向压降为1.0V，输入电流5～20mA。

本实用新型实现了一种能够适应激光起爆系统电通路控制与监测的电路。本实用新型使用串并联继电器触点控制电通路通断，并在通路中增加了保护电阻，提高电通路的安全性。起爆激光采用双激光器并联输出，避免激光器单点失效导致激光起爆系统失效，增加了系统的可靠性。本实用新型利用隔离DC-DC电源获得一路监测通路电源，该电源电压远低于起爆系统电通路电源电压，隔离后的监测通路电源经过隔离二极管、限流电阻连接至起爆通路开关两端，而后通过检测电路采集电路的接通/断开状态，实现了起爆电通路的状态监测。

下面从电路功能上详细阐述电路的工作原理。

针对火工品起爆功能，在发出起爆激光前，首先应进行解保操作。所谓解保操作就是闭合解保开关S1，将保护电阻R1短路，以此提高流经第一起爆激光器LD1、第二起爆激光器LD2的电流，确保发出激光功率达到火工品起爆要求。完成解保操作后，闭合通路控制开关S2，外部起爆电通路电源+V输出电流将流经起第一起爆激光器LD1、第二起爆激光器LD2，第一限流电阻R2、第二限流电阻R3后回流电源V1的负极，同时第一起爆激光器LD1、第二起爆激光器LD2发出起爆激光。

针对电通路监测功能，本实用新型电路利用隔离的外部监测电通路电源V_iso、第二隔离二极管D2、第一匹配电阻R4、第二匹配电阻R5、滤波电容C1和光耦合器P1输入端构成电流通路，实现对通路控制开关S2的状态监测。具体检测结果可依据通路控制开关S2的状态分别讨论：

1)当通路控制开关S2闭合时，外部监测电通路电源V_iso通过第二隔离二极管D2，匹配电阻R4、R5，光耦合器P1输入端形成电流回路，光耦合器P1输出端导通，斯密特触发器U1输出高电平；

2)当通路控制开关S2断开时，监测通路电源V_iso正负极之间无法形成电流回路，光耦合器P1输出端断开，斯密特触发器U1输出低电平。

可见，采样端可以根据斯密特触发器U1的输出判断通路控制开关S2的通断状态，进而实现对电通路工作状态的监测。

本实用新型实现的激光起爆控制与监测电路实现了高可靠、高安全的火工品起爆功能，且监测与起爆控制相互隔离，互不干扰，使系统具备了较高的可测试性。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。