高可靠火工品点火供电控制方法

高宇翔

【摘要】 火工品点火的安全性和可靠性直接影响军事任务的成败，本文对火工品点火供电控制的方法以及电路的可靠性和安全性进行了深入的分析和研究。

【关键词】 火工品点火供电控制 可靠性 安全性

一、火工品点火供电控制原理

火工品点火供电控制电路一般由供电正、负母线接通开关、点火执行开关、指令接口电路、故障隔离电路、火工品桥丝保护电路组成，具体原理见图1。火工品点火前，先接通供电电源，供电A、B母线的正线、负线分别控制， 分步接通。供电母线接通后，火工品管理器接收点火指令，执行火工品点火控制。点火完成后发送供电正母线断、供电负母线断。

二、 火工品点火供电控制可靠性

2.1 点火电路冗余设计

火工品控制电路采用两套电路同时工作，供电母线由2组电池抽头引出，分别为主、备火工品供电。火工品控制一条指令同时控制完全独立的主、备份电路，两套电路冗余设计，独立输出，只要有一路控制电路正常工作，就可以确保火工品正常点火。

2.2 点火指令电路可靠性设计

火工品供电母线接通后，火工品管理器接收点火指令，执行火工品点火控制， 为实现火工品负母线与指令地线隔离，在指令接收端采用光耦器件进行地线隔离。

三、火工品点火供电控制安全性

3.1 防误点火

火工品点火回路中时，共采取五道串联保险控制措施，具体为保护插头解锁、供电负母线接通控制、供电正母线接通控制、供电负母线控制信号锁定、点火控制，只有5道措施均实施正常，火工品才能正常点火。

3.1.1 保护插头

火工品供电回路中上配置火工品保护插头作为串联保险控制措施。火工品保护插头配置两种，其一为火工品解锁插头，另一个则为火工品保护插头。1）插上火工品保护插头，火工品供电正、负线处于断开状态，同时将桥丝两端短路，起到对点火头的保护作用。2）正式点火前插上火工品解锁插头，则接通火工品端供电正、负线；并将静电泄放电阻连接火工品桥丝两端。

3.1.2 供电正母线分组控制

为防止某个火工品点火时，其它火工品提前误起爆而使设备主要功能失效，按照火工品起爆实施阶段，将火工品供电正母线控制进行分组，由不同的母线接通/断开指令控制，即使误发点火指令，也不会造成其他母线内的火工品的误爆。母线分组原则：①按照程序规定的火工品点火时序进行母线分组；②将误起爆会有重大影响的火工品进行分组控制；③对于误起爆不会有影响的火工品可以分配在同一组母线。

3.1.3 点火控制

点火控制采用场效应管。为防止MOSFET短路导致火工品提前点火，采取两个MOSFET串联使用，一条点火指令同时控制两个MOSFET，每个MOSFET采用一个独立的光耦驱动，即使某一个光耦或MOSFET输短路，也不会引起火工品误爆。

3.1.4 供电负母线控制信号锁定

为确保火工品在不会提前误起爆，采用控制锁定信号对火工品供电负线进行锁定。正式点火前，控制锁定信号将火工品供电负线用继电器断开线包锁定，使火工品供电负线无法接通。需要正式点火时，控制锁定信号转为“0”，供电负线用继电器断开线包则不接通，此时发送负线接通指令，可以进行正常点火。为避免三极管短路故障模式，使供电负线用继电器断开线包始终处于锁定状态，在线包和三极管之间增加一道继电器触点开关串联。正式点火前，该继电器触点始终处于接通状态，只有当需要正式点火时，而三极管又发生短路故障模式下，才发指令将该继电器触点断开。

3.1.5 故障隔离电路

为防止火工品桥丝搭壳短路，火工品供电电路中设计有专用故障隔离保护电路，在点火后发生短路故障的情况下，该电路能将故障迅速隔离，保护电源安全。

四、结束语

火工品点火供电控制的可靠性、安全性计一直是系统设计的重中之重，本文对火工品供电控制的方法和原理进行了分析，特别是在供电控制电路的可靠性、安全性方面进行了深入的分析，认为该控制方法安全、可靠，能够确保任务各阶段点火成功。

参考文献

[1]徐福祥 《卫星工程》中国宇航出版社，2002：10

[2]Q/W 739-97卫星低频电缆网设计规范

[3]刘明芳，张小兵.半导体桥点火电路的设计和仿真[J].火工品，2008（2）