多功能火工品点火装置设计+电路图和PCB图(4)
点火头需要较大的点火电流和瞬间功率才能正常起爆，本文采用一个大电流恒流源对点火电路供电。
点火器的设计应该还具备同步触发功能，外接信号检测装置。外触发信号的发送是在点火瞬间后，要求时间延长在1s以内。当外部检测设备得到接受到脉冲信号时及时精确得开始工作，对发动机的推力大小、方向等动静态参数进行检测。
点火时序电路及紧急关机电路是控制系统的重要组成部分，其可靠性、安全性设接关系火箭的发射可靠和安全，并涉及到发射场及人员安全[20]。现代武器系统要求具备延迟点火功能，这对点火器的研制设计提出了新的要求。实现延时点火的途径是多种多样的，如：机械延时、电子延时、遥控等。
由于各种大功率无线电发送设备的大量应用，其电磁环境对武器系统产生越来越大的危害；在固体火箭发动机的点火电路中，这些干扰信号容易使发火元件误发火，所以需要在点火电路中用滤波器将这些干扰信号过滤掉，以保证火箭发动机的可靠性和安全性。
本文的主要任务如下：
设计一套火工品外激发点火装置，其中包括点火回路阻值测量及显示、倒计时设定、外触发信号输出、大电流恒流源的设计、自动点火等多种功能，并且具有瞬间停止和断电保护等多个安全防护手段。
2 点火装置的整体设计
2.1 点火装置的组成
点火装置包括电阻测量电路，继电器控制电路，外触发及时间继电器复位信号电路，保护装置，恒流源。框图如图1-1所示。
图2.1 点火控制器结构图
电阻测量电路用于测点火装置的电阻值以保证点火头电路完整，可以正常点火，要求其测量范围为0-999欧姆，测量电阻电流小于10mA；继电器控制电路用于控制时间继电器；外触发设计用于在倒计时结束后发出一个外触发信号使外部设备开始采样点火信息，外触发信号要求脉宽为1s；时间继电器复位信号发出后，时间继电器停止工作；保护装置用于整个装置的保护；恒流源为火工品提供大电流，要求能输出10-15A的大电流。
2.2 整个装置的流程图
流程图如图2.2所示：
图2.2 整个装置的运行流程图
装置启动前先进行电阻阻值的检查若阻值正常则可以启动装置，阻值异常则应该对装置进行检查。装置启动后开始倒计时，若倒计时中没有按下急停按钮则在倒计时结束后继电器控制电路控制电磁继电器吸合点火，同时产生时间继电器的复位信号和外触发信号，外部设备开始工作。
2.3 系统硬件电路
2.3.1 测电阻电路
测量电阻阻值是为了保证点火头电路完整，可以正常点火，确保点火安全可靠。ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统的一种3位A/D转换器。采用的是双积分原理完成A/D转换，全部转换电路用CMOS大规模集成电路技术设计，具有功耗低、精度高、功能完整、使用简单等特点，且能够直接驱动共阳极LED数码管。
测电阻电路的结构框图如图2.3所示：
图2.3 测电阻电路结构框图
电阻-电压转换电路将电阻值转化为电压信号，再输入ICL7017中，电源为ICL7017供电，测得结果由LED显示出来。
2.3.2 继电器控制电路
该控制电路控制时间继电器的倒计时开始和复位，及控制时间继电器在倒计时结束时触发电磁继电器，电磁继电器触发恒流源与点火头导通点火，同时产生一个脉宽1s的外触发信号及复位时间继电器。时间继电器由秒信号单元，延迟符合单元，显示单元三个单元组成。秒信号单元主要由振荡器和反馈网络组成；延迟符合单元由延迟符合电路及RS触发器组成；显示单元则由译码电路及LED组成。