一种电子雷管起爆控制器充放电安全防护方法

技术领域

本发明涉及民爆技术领域，具体为一种电子雷管起爆控制器充放电安全防护方法。

背景技术

随着电子雷管技术的不断发展和完善，其技术优越性在全球爆破界得到了越来越广泛的认识，电子雷管起爆控制器作为电子雷管起爆的核心设备在整改起爆控制系统中扮演了不可替代的角色。电子雷管起爆控制器承担着和电子雷管进行通信指令交互，对电子雷管储能电容充电起爆等功能，实际爆破现场使用中，为了安全起见，对电子雷管起爆控制器进行充放电的技术要求相较于传统电子设备充电方式更高，本专利描述一种对电子雷管起爆控制器进行安全充电的方法，自带防止短路检测功能，能更好的保护设备充电接口。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种电子雷管起爆控制器充放电安全防护方法，充电接口具有短路硬件保护和软件检测功能，充电、通信、接入、短路检测多功能合一，电路简单，安全可靠，适应高要求爆破作业现场使用，降低充电短路造成意外事故风险，充电器和起爆器通信功能可以通过加密通信协议来判断充电器是否合法，非法充电器无法与起爆器进行通信，有效保证充电器可靠来源，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电子雷管起爆控制器充放电安全防护方法，包括起爆器端Controller和充电器端Charger，起爆器端Controller设置有电子雷管起爆控制器充电接口P1，充电器端Charger设置有充电器接口P2，所述P1与P2为4PIN接口，P1接口分别与充电器接入信号电路ACCESS_IN、充电电压输入电路POWER_IN、数据通信电路UART_DATA及地线GND连接，P2接口分别与充电器接入信号电路ACCESS_IN、充电电压输出电路POWER_OUT、数据通信电路UART_DATA及地线GND连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述P1接口内的充电电压输入电路POWER_IN的终端设置有充电电压输入模块VBAT_IN和充电电压输入检测模块CHARGE_ON，充电电压输入电路POWER_IN上设置有二极管D3和保险丝F1。

作为本发明的一种优选技术方案，所述P1接口内的充电器接入信号电路ACCESS_IN的终端设置有电池电源正极VBAT，其间设置有电阻R4。

作为本发明的一种优选技术方案，所述P1接口内的充电器接入信号电路ACCESS_IN上设置有二极管D2。

作为本发明的一种优选技术方案，所述P2接口内的充电电压输出电路POWER_OUT的终端分别设置有电源POWER和充电器电源电压输出控制模块POWER_EN，其间设置有三极管Q3、MOS管Q2、电阻R8、电阻R9。

作为本发明的一种优选技术方案，所述P2接口内的充电器接入信号电路ACCESS_IN的终端分别与电源VCC、充电器接入模块ACCESS_ON及地线GND连接，其间设置有三极管Q1、电阻R2、R3、二极管D1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本电子雷管起爆控制器充放电安全防护方法，充电接口具有短路硬件保护和软件检测功能，充电、通信、接入、短路检测多功能合一，电路简单，安全可靠，适应高要求爆破作业现场使用，降低充电短路造成意外事故风险，充电器和起爆器通信功能可以通过加密通信协议来判断充电器是否合法，非法充电器无法与起爆器进行通信，有效保证充电器可靠来源。

附图说明

图1为本发明电路结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种电子雷管起爆控制器充放电安全防护方法，包括起爆器端Controller和充电器端Charger，起爆器端Controller设置有电子雷管起爆控制器充电接口P1，充电器端Charger设置有充电器接口P2，P1与P2为4PIN接口，P1接口分别与充电器接入信号电路ACCESS_IN、充电电压输入电路POWER_IN、数据通信电路UART_DATA及地线GND连接，P1接口内的充电电压输入电路POWER_IN的终端设置有充电电压输入模块VBAT_IN和充电电压输入检测模块CHARGE_ON，充电电压输入电路POWER_IN上设置有二极管D3和保险丝F1，P1接口内的充电器接入信号电路ACCESS_IN的终端设置有电池电源正极VBAT，其间设置有电阻R4，充电器接入信号电路ACCESS_IN上设置有二极管D2；

P2接口分别与充电器接入信号电路ACCESS_IN、充电电压输出电路POWER_OUT、数据通信电路UART_DATA及地线GND连接，P2接口内的充电电压输出电路POWER_OUT的终端分别设置有电源POWER和充电器电源电压输出控制模块POWER_EN，其间设置有三极管Q3、MOS管Q2、电阻R8、电阻R9，P2接口内的充电器接入信号电路ACCESS_IN的终端分别与电源VCC、充电器接入模块ACCESS_ON及地线GND连接，其间设置有三极管Q1、电阻R2、R3、二极管D1；

P2接口与P1接口未连接时为断开状态，P2充电器端ACCESS_IN信号悬空，流经电阻R2后，电平由R3拉低到地GND，输入低电平，控制三极管Q1基极，三极管Q1断开，二极管D1与地GND断开，ACCESS_ON信号经由R1拉高至电源VCC输出高电平，表示充电器未接入，此时由充电器内部控制芯片控制POWER_EN信号输出低电平，经由电阻R8和R9到地，此时三极管Q3基极输入低电平，三极管Q3不导通，MOS管Q2基极经由R6连接电源POWER输入高电平，MOS管Q2关断不导通，电源POWER至POWER_OUT断开，充电电压不输出；

若P2接口外部短路，即ACCESS_IN被一直会被拉低至地GND，如上所述，ACCESS_IN低电平经由电阻R2输入至三极管Q1基极，控制三极管Q1断开，二极管D1与地GND断开，ACCESS_ON通过电阻R1连接至电源VCC输出高电平，表示充电器未接入，此时处理方法与断开状态时相同，由内部芯片控制POWER_EN输出低电平，三极管Q3不导通，从而控制MOS管Q2不输出充电电压，起到保护充电接口的作用；

P1接口处于初始状态时，此状态P1与P2未连接，为断开状态，ACCESS_IN信号经由电阻R4和二极管D2上拉到电池电源正极VBAT，二极管D2起到反向隔离的作用，ACCESS_IN接口此时对外是悬空，所以即使上拉到VBAT也不会产生功耗；

若P1接口外部短路，当4Pin全部短接时，则外部为地GND，电池电压VBAT会通过上拉电阻R4和二极管D2对地放电，会增加功耗而已，不会造成电源直接短接到GND；

当ACCESS_IN和POWER_IN短接时，因为由二极管D2和D3的反向保护，VBAT_IN和POWER_IN不会串到VBAT上，不会造成电源损坏；

电子雷管起爆控制器充电接口P1与充电器接口P2正常连接时，P1接口端ACCESS_IN信号经由电阻R4和二极管D2上拉到电池电源正极VBAT输出高电平，P2接口端ACCESS_IN输入高电平，经由电阻R2和R3分压后输入高电平至三极管Q1的基极，控制三极管Q1集电极和发射极导通，二极管D1经由三极管Q1连接至地线GND，ACCESS_ON信号拉低到地线GND表示充电器已接入，由充电器内部芯片控制充电器电源电压输出控制模块POWER_EN输出高电平信号，经由电阻R8和R9分压输出高电平控制三极管Q3导通，从而控制MOS管Q2导通，电源POWER电压经由MOS管Q2输出充电电压POWER_OUT，P1接口端POWER_IN通过保险丝F1和反向保护二极管D3给起爆器电池进行充电，充电器内部芯片控制POWER_EN输出前可以通过UART_DATA通信数据线与起爆器进行约定协议通信，通信成功后再控制POWER_EN输出充电电压，使用此方法可以有效排除非法充电设备进行充电；

电子雷管起爆控制器充电接口P1与充电器接口P2中4PIN全部被短路时，部状态全部为低电平状态，ACCESS_IN低电平，三极管Q1关闭，ACCESS_ON拉高，POWER_EN脚拉低，MOS管Q2关闭，POWER_OUT不输出电压；

充电器接口P2端POWER_OUT和ACCESS_IN短路时，ACCESS_IN高电平Q1打开，ACCESS_ON拉低，POWER_EN脚拉高，MOS管Q2打开，POWER_OUT输出电压，此时与正常输出充电电压控制逻辑一致，不会造成电路损坏；

以上方法解决了目前传统市面上使用直接充电方式充电时，充电引脚发生短路容易损坏电子雷管起爆器充电电路的问题；

充电、通信、接入、短路检测多功能合一，电路简单，安全可靠，适应高要求爆破作业现场使用，降低充电短路造成意外事故风险；

充电器和起爆器通信功能可以通过加密通信协议来判断充电器是否合法，非法充电器无法与起爆器进行通信，有效保证充电器可靠来源。