电子雷管延期系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种电子雷管延期系统及方法，包括：高压电源切换电路、低压差线性稳压器、振荡器、电源管理模块、延期计时器、第一电源门控单元、第二电源门控单元、第三电源门控单元、其他模拟电路和其他数字逻辑电路；高压电源切换电路分别与低压差线性稳压器和第一电源门控单元相连接，低压差线性稳压器分别与振荡器和第二电源门控单元相连接，振荡器与电源管理模块相连接，电源管理模块分别与延期计时器和第三电源门控单元相连接，第三电源门控单元与其他数字逻辑电路相连接。本发明专利技术通过超低功耗设计方法，能将电子雷管延期功耗减小到10uA以下，可以支持小尺寸低成本电容，同时保证钝性点火药头也能可靠发火，雷管成品成本更低、安全性更高。全性更高。全性更高。

【技术实现步骤摘要】
电子雷管延期系统及方法


[0001]本专利技术涉及电子雷管的
，具体地，涉及电子雷管延期系统及方法。

技术介绍

[0002]为了保证组网的电子雷管连接的可靠性，一般性的，起爆器都会对起爆现场的电子雷管进行点名操作。电子雷管模块在出厂前，会通过模块测试仪来进行独立的功能测试。但实际使用时，都是在现场进行数百发雷管模块的组网实爆，有些模块的问题只会在组网阶段暴露出来。所以，如何在实验室模拟现场实爆的环境，并对模块进行大规模的组网测试，是一个具有现实意义的工程问题。
[0003]电子雷管芯片应用于爆破行业，芯片正常通信时通过供电总线进行供电，而当芯片进入最后延时起爆过程时，因为供电的电源线可能会被先起爆的雷管炸断，而无法对电子雷管模块进行供电。所以电子雷管模块都有专用的储能电容。这个独立的储能电容除了满足电子雷管芯片在起爆延时阶段正常工作，还要在延期结束时释放出足够的能量保证药头可靠点火，因此要求电子雷管芯片能支持低功耗长延时的功能。芯片功耗越高，所需要的电容容量越大，电容成本越高，限制了电子雷管模块的规模推广；也有个别厂家采用小容量的电容来节约成本，但是采用敏感性点火药头来降低药头发火能量要求，但是这会给雷管成品在生产和运输过程带来很大的安全隐患。
[0004]电子雷管延期是指电子雷管芯片在起爆前的倒计时功能，一般通过计时器来实现。这个电子雷管延期的功耗会直接影响最终电子雷管成品的成本和安全性。
[0005]在公开号为CN105509581A的专利文献中公开了一种电子雷管、编程器以及电子雷管的延期时间设定方法，其中所述延期时间设定方法包括：将编程器连接至总线上；将各个电子雷管依次连接至所述总线上；通过检测总线上的电流脉冲确定是否有新的电子雷管连接至所述总线上，如果确定有新的电子雷管连接至所述总线上，则通知微处理器；所述微处理器在有新的电子雷管连接至所述总线上时通过所述总线广播发出一个延期时间；其内的延期标识单元中的延期标识为空的电子雷管控制电路接收到来自总线的所述延期时间时将所述延期时间写入其内的延期存储单元，之后将所述延期标识单元中的延期标识置为满，随后通过所述总线向所述处理器回应延期设定确认信息。
[0006]因此，需要提出一种新的技术方案。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种电子雷管延期系统及方法。
[0008]根据本专利技术提供的一种电子雷管延期系统，包括：高压电源切换电路、低压差线性稳压器、振荡器、电源管理模块、延期计时器、第一电源门控单元、第二电源门控单元、第三电源门控单元、其他模拟电路和其他数字逻辑电路；
[0009]所述高压电源切换电路分别与低压差线性稳压器和第一电源门控单元相连接，所述低压差线性稳压器分别与振荡器和第二电源门控单元相连接，所述第一电源门控单元与
其他模拟电路相连接，所述振荡器与电源管理模块相连接，所述第二电源门控电源与其他模拟电路相连接，所述电源管理模块分别与延期计时器和第三电源门控单元相连接，所述延期计时器连接有开火开关Q，所述第三电源门控单元与其他数字逻辑电路相连接；所述开火开关Q的发射极接地，集电极连接有发火元件R；所述发火元件R连接有储能电容C和高压电源切换电路，所述储能电容C接地。
[0010]优选地，所述高压电源切换电路对正常总线供电电源和进入延期之后储能电容供电电源之间进行切换，输出一个高压电源；
[0011]所述低压差线性稳压器对高压电源到低压电源进行转换；
[0012]所述高压电源在5V以上；所述低压电源输出在1.8V
‑
4V。
[0013]优选地，所述振荡器为数字逻辑电路提供稳定的时钟clock1，时钟频率在100K以上。
[0014]优选地，所述电源管理模块在正常工作模式和延期模式下电源和时钟进行动态切换，进入延期后，电源关闭控制信号PowerOff输出高电平，控制第一电源门控单元、第二电源门控单元和第三电源门控单元的关断；动态切换时钟输出clock2从一个高频时钟切换到低频时钟；低频时钟频率在10K以下。
[0015]优选地，所述延期计时器在进入延期状态之后进行倒计时，计时到零时，输出点火控制信号，引爆发火药头；
[0016]所述第一电源门控单元和第二电源门控单元控制在延期状态下关闭其他模拟电路的高压和低压电源；所述第三电源门控单元关闭其他数字逻辑电路的低压电源。
[0017]优选地，所述其他模拟电路为雷管芯片内部除了以上明确描述的模拟电路模块以外的其他模拟电路统称；
[0018]所述其他数字逻辑电路为雷管芯片内部除了以上明确描述的数字电路模块以外的其他数字逻辑电路统称。
[0019]本专利技术还提供一种电子雷管延期方法，所述方法应用上述中的电子雷管延期系统，所述方法包括如下步骤：
[0020]步骤S1：电子雷管芯片正常上电之后，电源管理模块输出的电源关闭控制信号PowerOff输出低电平，第一电源门控单元、第二电源门控单元和第三电源门控单元导通，芯片模拟电路和数字电路的供电电源打开；电源管理模块输出给延期计时器的时钟Clock2工作在高频时钟；
[0021]步骤S2：起爆器完成正常的通信、芯片配置、高压电容充电和延期时间设置之后发送起爆命令；
[0022]步骤S3：电子雷管芯片接收到起爆命令之后，电源管理模块内部的控制状态机进行系统工作模式的切换，从正常模式进入延期模式；
[0023]步骤S4：进入延期模式之后，电源管理模块将电源关闭控制信号PowerOff切换到高电平；
[0024]步骤S5：电源管理模块通过时钟切换电路将输出的clock2从高频时钟切换到低频时钟；
[0025]步骤S6：时钟切换完成之后，启动延期计时器，开始倒计时；
[0026]步骤S7：计时器倒计时到零之后，输出点火控制信号引爆药头。
[0027]优选地，所述步骤S1中芯片的供电电源来自总线供电，总线供电电源为6V
‑
40V。
[0028]优选地，所述步骤S2中的起爆器控制电子雷管模块。
[0029]优选地，所述步骤S4中的高电平关闭其他模拟电路和其他数字逻辑电路的电源。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0031]1、本专利技术通过超低功耗设计方法，能将电子雷管延期功耗减小到10uA以下，可以支持小尺寸低成本电容，同时保证钝性点火药头也能可靠发火，雷管成品成本更低、安全性更高；
[0032]2、本专利技术采用单一振荡器的方式，避免了采用两个振荡器复杂的时钟校准过程，同时通过特殊的电路设计，实现了切换前后的高、低频时钟的完全同步，可以保证电路在切换到低频时的正常工作；
[0033]3、本专利技术在时钟的切换上只需要一个振荡源，只是通过简单的时钟分频得到另一个低频时钟，然后在两个时钟之间做切换，设计更简单，成本更低；
[0034]4、本专利技术在低功耗的实现上更进一步，除了时钟切换以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子雷管延期系统，其特征在于，包括：高压电源切换电路、低压差线性稳压器、振荡器、电源管理模块、延期计时器、第一电源门控单元、第二电源门控单元、第三电源门控单元、其他模拟电路和其他数字逻辑电路；所述高压电源切换电路分别与低压差线性稳压器和第一电源门控单元相连接，所述低压差线性稳压器分别与振荡器和第二电源门控单元相连接，所述第一电源门控单元与其他模拟电路相连接，所述振荡器与电源管理模块相连接，所述第二电源门控电源与其他模拟电路相连接，所述电源管理模块分别与延期计时器和第三电源门控单元相连接，所述延期计时器连接有开火开关Q，所述第三电源门控单元与其他数字逻辑电路相连接；所述开火开关Q的发射极接地，集电极连接有发火元件R；所述发火元件R连接有储能电容C和高压电源切换电路，所述储能电容C接地。2.根据权利要求1所述的电子雷管延期系统，其特征在于，所述高压电源切换电路对正常总线供电电源和进入延期之后储能电容供电电源之间进行切换，输出一个高压电源；所述低压差线性稳压器对高压电源到低压电源进行转换；所述高压电源在5V以上；所述低压电源输出在1.8V
‑
4V。3.根据权利要求1所述的电子雷管延期系统，其特征在于，所述振荡器为数字逻辑电路提供稳定的时钟clock1，时钟频率在100K以上。4.根据权利要求1所述的电子雷管延期系统，其特征在于，所述电源管理模块在正常工作模式和延期模式下电源和时钟进行动态切换，进入延期后，电源关闭控制信号PowerOff输出高电平，控制第一电源门控单元、第二电源门控单元和第三电源门控单元的关断；动态切换时钟输出clock2从一个高频时钟切换到低频时钟；低频时钟频率在10K以下。5.根据权利要求1所述的电子雷管延期系统，其特征在于，所述延期计时器在进入延期状态之后进行倒计时，计时到零时，输出点火控制信号，引爆发火药头；所述第一电源门控单元和第二电源门控...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志明，武寿昌，郑弘毅，金宝全，冯吉诚，
申请(专利权)人：上海芯飏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：