阅读说明：本技术 一种电子***点火头可靠性检测电路、方法、芯片 (Electronic detonator ignition head reliability detection circuit, method and chip ) 是由 关硕 黄圣专 王昭 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供的一种电子雷管点火头可靠性检测电路、方法、芯片,该检测电路,用于检测点火头电路,所述检测电路包括：电荷泄放单元、雷管控制单元、低压保护元件、第一阻性元件、电压判断单元；当设备上电时,所述雷管控制单元控制所述电荷泄放单元导通,控制所述电容充电开关断开,控制所述点火控制开关断开；接收所述电压判断单元输出的判断结果；根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息,通过自行设计电路,在现有的点火电路的基础上,增加检测电路,能够检测点火头通断的同时无需对电子雷管充电,在任何环节均可方便的测试,没有起爆风险,无需固定时间测试或参考电压,使用方式低成本、低风险。(The embodiment of the invention provides a circuit, a method and a chip for detecting the reliability of an ignition head of an electronic detonator, wherein the detection circuit is used for detecting the ignition head circuit, and comprises the following components: the detonator comprises a charge discharging unit, a detonator control unit, a low-voltage protection element, a first resistive element and a voltage judging unit; when the equipment is powered on, the detonator control unit controls the charge releasing unit to be conducted, controls the capacitor charging switch to be disconnected and controls the ignition control switch to be disconnected; receiving a judgment result output by the voltage judgment unit; whether the ignition head is reliable or not is sent to a worker according to the judgment result, a detection circuit is additionally arranged on the basis of the existing ignition circuit by designing a circuit by self, the on-off of the ignition head can be detected, meanwhile, the electronic detonator is not required to be charged, the electronic detonator can be conveniently tested in any link, the detonation risk is avoided, the fixed time test or the reference voltage is not required, and the use mode is low in cost and risk.)

一种电子***点火头可靠性检测电路、方法、芯片

技术领域

本发明实施例涉及电子***技术领域，具体涉及一种电子***点火头可靠性检测电路、方法、芯片。

背景技术

电子***是***与集成电路技术想结合的产物，目前已经得到了广泛的应用，并在很多应用中取代了传统的起爆系统。其相比之前导爆管，电子***系统实现了高精度延期、安全控制和可靠起爆等特性。电子***主要由电子控制模块、带有药头的桥丝、火药管(或无起爆药管)构成。起爆前，外部控制器通过总线对电子***进行供电和通信，从而实现对电子***的编码、检测、充电、起爆等操作。电子***的点火头一般采用外部特殊的点火头器件，当电子***芯片充电完成后，一旦接收到起爆指令，就会导通点火放电开关，***积攒的电荷会通过开关和点火头，从而在点火头上产生必要的热量引爆***。

然而，在生产过程中，点火头的质量参差不齐，经常会出现漏焊，虚焊的情况，甚至点火头本身就有问题，一旦发生，该电子***就不能正常起爆，严重影响使用。因此必须在生产，测试，终端使用环节都能够对点火头的导通情况进行检测，排除有问题的电子***。现有技术中对该点火头的检测均先要对***充电，然后再通过放电管和点火头放电一段固定时间或者固定电荷，然后通过检测放电前和放电后的电压差，来计算点火头的电阻，以此来确认点火头的情况。也有方法是检测放电后电压值是否达到基准值，一旦达到则停止放电，得到达到该电压值时花费的时间，用该时间来换算点火头的电阻。

然而，现有方案需要对电子***的电容充电，之后再通过点火头放电，过程中极大的增加了测试过程中点火头起爆的可能，风险很高；***需要充电，增加了检测时间，如果生产，测试，使用时候都要检测一次，则每次都要充电，增加了测试成本；放电的时间需要固定计时或者要参考电压，电路结构复杂。

因此，如何提出一种电子***点火头可靠性检测方案，能够检测点火头通断无需对电子***充电，在任何环节均可方便的测试，没有起爆风险，无需固定时间或参考电压，使用低成本、低风险，是本领域技术人员接待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测电路、电子***芯片、电子***系统，能够检测点火头通断无需对电子***充电，在任何环节均可方便的测试，没有起爆风险，无需固定时间或参考电压，使用低成本、低风险。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测电路，用于检测点火头电路，所述点火头电路包括点火头、点火电容、点火控制开关、电容充电开关，所述点火头的第一端与点火电容的第一端耦接于第一耦接点；所述点火电容的第二端接地，所述点火头的第二端与第一可控开关的第一端耦接于第二耦接点；所述第一可控开关的第二端与所述点火电容的第二端耦接；所述点火电容的第一端通过电容充电开关耦接于充电电源；所述检测电路包括：电荷泄放单元、***控制单元、低压保护元件、第一阻性元件、电压判断单元；

电荷泄放单元耦接于所述点火电容的两端，用于在***控制单元的控制下导通所述点火电容的两端以释放所述点火电容的电荷；

所述低压保护元件的第一端耦接于所述第二耦接点；所述低压保护元件的第二端与所述电压判断单元的输入端耦接；所述低压保护元件的第二端还通过第一阻性元件耦接于VDD电源；

所述电压判断单元的输出端耦接所述***控制单元；所述电源判断单元用于根据所述电压判断单元的输入端获取的实时电压是否超过预设电压，在所述输出端输出判断结果；

所述***控制单元分别与所述点火控制开关、所述电容充电开关、所述电荷泄放单元耦接；当设备上电时，所述***控制单元控制所述电荷泄放单元导通，控制所述电容充电开关断开，控制所述点火控制开关断开；接收所述电压判断单元输出的判断结果；根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息。

优选地，所述电荷泄放单元包括：第二可控开关；

所述第二可控开关的控制端与所述***控制单元耦接；

所述第二可控开关的主回路耦接于所述点火电容的两端。

优选地，所述电荷泄放单元还包括：第二阻性元件；

所述第二阻性元件与所述第二可控开关串联后并联与所述点火电容的两端。

优选地，所述低压保护元件为二极管；

所述低压保护元件的第一端为二极管的负极；

所述低压保护元件的第二端为二极管的正极。

优选地，所述预设电压高于所述低压保护元件的压降电压。

优选地，所述第一阻性元件，包括：电阻器、MOS电阻、电流源。

优选地，所述电压判断单元，包括：反向施密特触发器、反相器、或正向施密特触发器。

第二方面，本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测方法，应用于如上述第一方面任一种所述的电子***点火头可靠性检测电路，包括：

当设备上电时，所述***控制单元控制所述电荷泄放单元导通，控制所述电容充电开关断开，控制所述点火控制开关断开；

接收所述电压判断单元输出的判断结果；

根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息。

优选地，所述根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息，包括：

如果所述判断结果为高电平，则向工作人员发送点火头不可靠的第一通知信息；

如果所述判断结果为低电平，则向工作人员发送点火头可靠的第二通信信息。

第三方面，本发明实施例提供一种电子***芯片，设有如上述第一方面任一种所述的电子***点火头可靠性检测电路。

本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测电路，当设备上电时，所述***控制单元控制所述电荷泄放单元导通，控制所述电容充电开关断开，控制所述点火控制开关断开；接收所述电压判断单元输出的判断结果；根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息，通过自行设计电路，在现有的点火电路的基础上，增加检测电路，能够检测点火头通断的同时无需对电子***充电，在任何环节均可方便的测试，没有起爆风险，无需固定时间测试或参考电压，使用方式低成本、低风险。

本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路、方法、芯片具有相同的上述有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的组成结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的点火头断开示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的又一实施组成结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的又一组成结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测方法的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、图2、图3、图4，图1为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的组成结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的点火头断开示意图；图3为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的又一实施组成结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测电路的又一组成结构示意图。

在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测电路，用于检测点火头电路，所述点火头电路包括点火头101、点火电容102、点火控制开关103、电容充电开关104，所述点火头的第一端与点火电容的第一端耦接于第一耦接点105；所述点火电容的第二端接地，所述点火头的第二端与第一可控开关的第一端耦接于第二耦接点106；所述第一可控开关的第二端与所述点火电容的第二端耦接；所述点火电容的第一端通过电容充电开关耦接于充电电源107；所述检测电路包括：电荷泄放单元110、***控制单元120、低压保护元件130、第一阻性元件140、电压判断单元150；

电荷泄放单元耦接于所述点火电容的两端，用于在***控制单元的控制下导通所述点火电容的两端以释放所述点火电容的电荷；

所述低压保护元件的第一端耦接于所述第二耦接点；所述低压保护元件的第二端与所述电压判断单元的输入端耦接；所述低压保护元件的第二端还通过第一阻性元件耦接于VDD电源；

所述电压判断单元的输出端耦接所述***控制单元；所述电源判断单元用于根据所述电压判断单元的输入端获取的实时电压是否超过预设电压，在所述输出端输出判断结果；

所述***控制单元分别与所述点火控制开关、所述电容充电开关、所述电荷泄放单元耦接；当设备上电时，所述***控制单元控制所述电荷泄放单元导通，控制所述电容充电开关断开，控制所述点火控制开关断开；接收所述电压判断单元输出的判断结果；根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息。

具体地，对于电荷泄放单元来讲，电荷泄放单元可以包括：第二可控开关；所述第二可控开关的控制端与所述***控制单元耦接；所述第二可控开关的主回路耦接于所述点火电容的两端。具体地，可以使用场效应管，通过调节场效应管MN2的尺寸来调节导通阻抗，从而不用增加额外的阻性元件；当然，在另一种方式中，电荷泄放单元还包括：第二阻性元件；所述第二阻性元件与所述第二可控开关串联后并联与所述点火电容的两端。也就是说，第二阻性元件可以根据实际的条件进行取舍，都能实现本发明实施例的目的。

实践中，为了对低压器件进行保护，可以将低压保护元件为二极管；所述低压保护元件的第一端为二极管的负极；所述低压保护元件的第二端为二极管的正极。也就是说，利用二极管的单向流通性来保护电压判断单元等低压器件。

如图1所示，L1作为点火头，一边在芯片外部耦接电容C1(也就是点火电容)上极板(C1可以是芯片外部电容，也可以是内部电容)，一边耦接到芯片内部的二极管D1的负极，二极管D1的负极还耦接到放电管MN1的漏极，二极管D1的正极耦接到电阻R1的一端，R1的另一端和VDD耦接，二极管正极还和施密特触发器S1的输入耦接。电容上极板还和电阻R2一端耦接，电阻R2另一端和检测放电管MN2的漏极耦接。MN1和MN2均为高压NMOS器件，其源极和芯片地耦接。

为保障***安全，C1的上极板尽量不要有高压，仅在接收到充电指令后才会充到高压。为此，芯片上电后，MN2管的栅极默认为逻辑高电平，MN2导通，C1上极板通过R2和MN2对芯片地放电。而VDD和C1上极板因为R1，D1，L1的存在，会有电流从VDD流向C1的上极板，通过调节R1，可以让该电流及其微小，完全不会让点火头L1发热。这里假设R1为1Mohm，L1为2ohm，R2为1Kohm，MN2的导通电阻为100ohm，VDD为5V，那么流过L1的电流仅约4.3uA，远远低于可起爆电流2A。此时S1的输入电压约为D1的压降0.7V，通过设置S1的高边反转阈值大于0.7V，此时S1的输出就为逻辑低。也就是说，如果L1良好的话，芯片上电后S1即输出逻辑低。

因此，对于电压判断单元来讲，在具体进行实时电压的判断时，可以将所述预设电压高于所述低压保护元件的压降电压。也就是说，如果具体设置二极管作为低压保护元件时，可以将预设电压设置为典型的二极管导通电压0.7V或0.7V以上。

如图2所示，如果L1的任意一边或两边虚焊或者漏焊，那么此时因为没有R2和MN2的放电通路，S1的输入即为VDD，也即是逻辑高，也就是说点火头虚焊或漏焊时，芯片上电后S1输出为逻辑高。

当然，在实践中，对于第一阻性元件来讲，可以选取电阻器、MOS电阻、电流源中的任一种。当将第一阻性元件换为电流源，该电流源电流远小于点火头起爆电流即可。

S1的输出耦接电子***芯片的控制单元，控制单元通过判断S1的输出来反馈给主机，主机得到信号后就可以知道L1的情况。

D1的作用是保护该检测电路的低压部分(VDD，S1)，当芯片接收到充电指令时候，C1被充电到高于VDD的电位，此时由于D1负极高于正极，D1截止，C1上的高压就无法传递到D1的正极，VDD和S1就得到了保护。注意当C1被充电后，S1将输出高，但是***控制单元在芯片上电时候已经检测完点火头，而且主机可以设置为只有检测完之后再发充电指令，所以不影响点火头检测功能。对于电压判断单元，可以选用反向施密特触发器、反相器、或正向施密特触发器中的任一种，在具体实践时，电压判断单元选用的器件不同，S1可以不使用施密特触发器而使用反相器等逻辑单元，当然代价是失去抗信号干扰能力，并且反相器的尺寸要调节到其翻转阈值大于L1正常焊接的时候S1输入点的电压。当S1使用反向施密特触发器，相应的***控制单元判断焊接情况的描述和之前相反，具体可以按照器件的特性就行类推，本实施例只是一种实施方式，并不对具体使用的器件做限定。

本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测电路，当设备上电时，所述***控制单元控制所述电荷泄放单元导通，控制所述电容充电开关断开，控制所述点火控制开关断开；接收所述电压判断单元输出的判断结果；根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息，通过自行设计电路，在现有的点火电路的基础上，增加检测电路，能够检测点火头通断的同时无需对电子***充电，在任何环节均可方便的测试，没有起爆风险，无需固定时间测试或参考电压，使用方式低成本、低风险。

请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种电子***点火头可靠性检测方法的流程图。

在本发明又一实施方式中，本发明实施例提供一种电子***点火头可靠性检测方法，应用于如上述任一种实施例所述的电子***点火头可靠性检测电路，包括：

步骤S51：当设备上电时，所述***控制单元控制所述电荷泄放单元导通，控制所述电容充电开关断开，控制所述点火控制开关断开；

步骤S52：接收所述电压判断单元输出的判断结果；

步骤S53：根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息。

优选地，所述根据所述判断结果向工作人员发出点火头是否可靠的通知信息，包括：如果所述判断结果为高电平，则向工作人员发送点火头不可靠的第一通知信息；如果所述判断结果为低电平，则向工作人员发送点火头可靠的第二通信信息。

在本发明另一实施例中还提供一种电子***芯片，设有如上述任一实施例中所述的电子***点火头可靠性检测电路。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。