利用微處理器端口驅(qū)動煙火點火器

某些不可撤消的操作(比如釋放降落傘、切斷繩子或啟動固體易燃導(dǎo)彈發(fā)動機)可以由煙火點火器執(zhí)行。這種裝置通常由一個電控點火器、一些用于點火后產(chǎn)生高壓氣體的化學(xué)物質(zhì)以及執(zhí)行所需操作的機械裝配構(gòu)成。

點火器的易燃混合物內(nèi)含有一個燈絲。當電流通過燈絲時，溫度降低直至達到可燃化學(xué)物質(zhì)的燃燒溫度，從而點燃裝置。

點火器的特性通常用燈絲電阻(比如1OΩ)和在一個最大時間內(nèi)(也就是毫秒)提供給啟動裝置的能量來描述。另一個經(jīng)常被指定的參量是在沒有點燃的情況下可安全供給裝置作測量的最大電流。操作這樣一個帶MCU的裝置需要重點考慮的事項如下：

避免不必要操作(也就是一些在啟動時可能觸發(fā)裝置的不可預(yù)知的端口情況);

應(yīng)能使用相同端口檢查裝置情況;

在不打亂電子學(xué)的情況下完成電流(高)、能量以及裝置定時的要求。

圖1為啟火器接口的原理框圖。通過燈絲的電流由功率MOSFET(Q1)控制。通過C1連接到MCU端口的電荷泵操控Q1的門，這樣便可避免：不必要的端口級操作Q1(直流部分被C1隔離);單尖峰電壓操作Q1(基于電荷泵的特性，需要幾個轉(zhuǎn)換去提高門級);通過燈絲的強大電流影響電源(C2被選擇用于提供給燈絲適量的能量，并通過R2緩慢充電)。

圖2是通過以下方式完成要求的工作電路原理圖。電荷泵驅(qū)動功率MOSFET (M1)，在MCU端口需要幾個轉(zhuǎn)變使M1飽和。這樣，系統(tǒng)對尖峰和不必要強弱變化的反應(yīng)就會遲鈍。

通過觀察燈絲電阻，可以了解點火器的情況。R4 和 R5通過完整無損的燈絲使MCU端口(用做一個輸入)接近+5 V，而通過一個燒壞的燈絲使MCU端口接近0 V。

M1通過燈絲釋放電容C6的電荷以提供所需能量。所用的點火器(Daveyfire N28BR) 點燃的最低值為2 ms /1 A(或1.1 mJ/O)。微處理器端口在不輸送振動時被看成一個輸入。較強的信號在脈沖(點火器是新的)前返回，較弱的信號在點火器燒壞以后返回。這個電路遠遠超出了點燃Daveyfire點火器所需電流和能量/電阻的最低要求。