一种加速度过载开关制造技术

本发明专利技术公开了一种加速度过载开关，包括加速度敏感单元、二次电源转换单元、加速度脉冲判断单元和自锁电子开关单元；二次电源转换单元将外部输入电源转换为二次电源，为加速度敏感单元和加速度脉冲判断单元提供工作电压；加速度敏感单元将载体加速度转换为模拟电压信号，并输入至加速度脉冲判断单元，加速度脉冲判断单元根据模拟电压信号产生控制电压，控制电压输入至自锁电子开关单元，控制电子开关单元中电子开关的导通，并使电子开关维持自锁，直到系统掉电时，加速度开关自动复位，电子开关恢复断开状态，能够使电子开关在移除驱动信号后，能够实现自锁，维持电子开关的状态。维持电子开关的状态。维持电子开关的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种加速度过载开关


[0001]本专利技术属于惯性测量
，涉及一种加速度过载开关。

技术介绍

[0002]加速度过载开关是敏感载体加速度并完成开关触点状态变化的惯性器件。 用于判断载体敏感方向的过载加速度，当过载加速度达到规定阈值后，控制内 部开关导通。可广泛应用于武器装备火工品点火控制、飞行器姿态变换等。加 速度过载开关主要由加速度传感器和机械/电子开关组成。由于机械开关主要依 靠机械零部件的位移开控制开关的触碰与断开，该方式会导致开关长期稳定性， 抗振动、冲击等环境适应性较差，特别在瞬时大电流的应用场合，由于电流对 机械触点的烧蚀作用，会引起产品早期失效。电子开关由于无常规机械运动部 件，具有灵敏度高、性能稳定、环境适应性强等优点，但电子开关需要加载驱 动信号来维持开关导通(关断)，当移除驱动信号后，电子开关状态会发生变化， 不能实现自锁功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术中加速度过载开关中的电子开关通过加载 驱动信号来维持开关的导通和关断，当移除驱动信号后，电子开关状态会发生 变化，不能实现自锁的问题，提供一种加速度过载开关。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种加速度过载开关，包括加速度敏感单元、二次电源转换单元、加速度 脉冲判断单元和自锁电子开关单元；
[0006]加速度敏感单元的输出端连接加速度脉冲判断单元的输入端，加速度脉冲 判断单元的输出端连接自锁电子开关单元的输入端，自锁电子开关单元的输出 端连接用电负载；二次电源转换单元将外部输入电源转换为二次电源，为加速 度敏感单元和加速度脉冲判断单元提供工作电压；
[0007]加速度敏感单元将载体加速度转换为模拟电压信号，并输入至加速度脉冲 判断单元，加速度脉冲判断单元根据模拟电压信号产生控制电压，控制电压输 入至自锁电子开关单元，控制电子开关单元中电子开关的导通，并使电子开关 维持自锁。
[0008]本专利技术的进一步改进在于：
[0009]所述加速度敏感单元为单轴MEMS加速度计、多轴MEMS加速度计或石 英挠性加速度计，加速度敏感单元用于将载体加速度转换为模拟电压信号V1。
[0010]所述模拟电压信号V1与载体加速度成正比，具体表达式如式(1)所示：
[0011]V1＝K
·
a
ꢀꢀꢀ
(1)
[0012]其中，K为加速度计标度因数，a为载体加速度。
[0013]所述二次电源转换单元包括三端可调稳压器U1、电阻R1、电阻R2、电容 C1和电容C2；所述三端可调稳压器U1的输入端连接外部输入电源V
DD
，电容 C1的一端连接三端可调稳
压器U1的输入端，另一端接地；电阻R1的两端分 别连接调整端和输出端，调整端通过电阻R2接地，电容C2的一端连接三端可 调稳压器U1的输出端，另一端接地；三端可调稳压器U1的输出为二次电源 V
DD1
。
[0014]所述二次电源V
DD1
为加速度敏感单元和加速度脉冲判断单元提供工作电压， 二次电源V
DD1
具体表达式如式(2)所示：
[0015][0016]其中，R1和R2分别为电阻R1和电阻R2的阻值。
[0017]所述加速度脉冲判断单元包括比较器U2、定时器U3、比较器U4、电阻 R3～R8、电阻R
int
、电容C3和电容C
int
；
[0018]比较器U2的正输入端连接加速度计敏感单元的输出端，负输入端分别连 接电阻R3和电阻R4，电阻R3连接二次电源，电阻R4接地，比较器U2的输 出端分别连接电阻R5和定时器U3的触发端，电阻R5连接二次电源；定时器 U3的控制端通过电容C3接地，阈值端分别连接电阻R
int
和电容C
int
，电阻R
int
连接二次电源，电容C
int
接地，放电端连接比较器U4的正输入端；比较器U4 的负输入端分别连接电阻R6和电阻R7，电阻R6连接二次电源，电阻R7接地， 输出端连接电阻R8与自锁电子开关单元的输入端，R8连接二次电源。
[0019]所述加速度敏感单元输出电压小于比较器U2反相端输入电压时，比较器 U2输出低电平，定时器U3输出低电平，比较器U4输出低电平；加速度敏感 单元输出电压大于比较器U2反相端输入电压但持续时间小于设定值时，比较 器U2输出高电平，定时器U3输出端电压小于比较器U4反相端输入电压，比 较器U4输出低电平；加速度敏感单元输出电压大于比较器U2反相端输入电压 且持续时间大于设定值时，定时器U3输出端电压大于比较器U4反相端输入电 压，比较器U4输出高电平；所述设定值为电子开关开启的延迟时间。
[0020]所述比较器U2反相端输入电压V
A
和比较器U4反相端输入电压V
T
具体表 达式分别如式(3)、式(4)所示：
[0021][0022][0023]其中，V
DD1
为二次电源电压，R3和R4分别为电阻R3和电阻R4的阻值， R6和R7分别为电阻R6和电阻R7的阻值。
[0024]所述自锁电子开关单元包括晶闸管T1、场效应晶体管T2、电阻R9和电阻 R10；外部输入电源分别连接电阻R9和场效应管T2的漏极，场效应管T2的栅 极分别连接电阻R9和电阻R10，源级连接用电负载，用电负载接地，电阻R10 连接晶闸管T1的阳极，晶闸管T1的阴极接地。
[0025]所述加速度脉冲判断单元输出低电平时，晶闸管T1断开，场效应晶体管 T2处于关断状态；加速度脉冲判断单元输出为高电平时，晶闸管T1导通，场 效应晶体管T2导通，如果后续加速度脉冲判断单元输出变为低电平，晶闸管 T1仍然维持导通状态，场效应晶体管T2导通，晶闸管T1处于自锁状态。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术中的加速度过载开关包括加速度敏感单元、二次电源转换单元、加 速度脉冲判断单元和自锁电子开关单元；由加速度敏感单元将外界加速度信息 转换为电压信号，电压信号由加速度脉冲判断单元产生控制电压，控制电压用 于控制自锁电子开关单元的电子开关导通，并使电子开关维持自锁，直到系统 掉电时，加速度开关自动复位，电子开关恢复断开状态，能够使电子开关在移 除驱动信号后，能够实现自锁，维持电子开关的状态。
附图说明
[0028]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例， 因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本专利技术中加速度过载开关模块结构示意图；
[0030]图2为本专利技术中二次电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加速度过载开关，其特征在于，包括加速度敏感单元、二次电源转换单元、加速度脉冲判断单元和自锁电子开关单元；加速度敏感单元的输出端连接加速度脉冲判断单元的输入端，加速度脉冲判断单元的输出端连接自锁电子开关单元的输入端，自锁电子开关单元的输出端连接用电负载；二次电源转换单元将外部输入电源转换为二次电源，为加速度敏感单元和加速度脉冲判断单元提供工作电压；加速度敏感单元将载体加速度转换为模拟电压信号，并输入至加速度脉冲判断单元，加速度脉冲判断单元根据模拟电压信号产生控制电压，控制电压输入至自锁电子开关单元，控制电子开关单元中电子开关的导通，并使电子开关维持自锁。2.如权利要求1所述的一种加速度过载开关，其特征在于，所述加速度敏感单元为单轴MEMS加速度计、多轴MEMS加速度计或石英挠性加速度计，加速度敏感单元用于将载体加速度转换为模拟电压信号V1。3.如权利要求2所述的一种加速度过载开关，其特征在于，所述模拟电压信号V1与载体加速度成正比，具体表达式如式(1)所示：V1＝K
·
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，K为加速度计标度因数，a为载体加速度。4.如权利要求1所述的一种加速度过载开关，其特征在于，所述二次电源转换单元包括三端可调稳压器U1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2；所述三端可调稳压器U1的输入端连接外部输入电源V
DD
，电容C1的一端连接三端可调稳压器U1的输入端，另一端接地；电阻R1的两端分别连接调整端和输出端，调整端通过电阻R2接地，电容C2的一端连接三端可调稳压器U1的输出端，另一端接地；三端可调稳压器U1的输出为二次电源V
DD1
。5.如权利要求4所述的一种加速度过载开关，其特征在于，所述二次电源V
DD1
为加速度敏感单元和加速度脉冲判断单元提供工作电压，二次电源V
DD1
具体表达式如式(2)所示：其中，R1和R2分别为电阻R1和电阻R2的阻值。6.如权利要求1所述的一种加速度过载开关，其特征在于，所述加速度脉冲判断单元包括比较器U2、定时器U3、比较器U4、电阻R3～R8、电阻R
int
、电容C3和电容C
int
；比较器U2的正输入端连接加速度计敏感单元的输出端，负输入端分别连接电阻R3和电阻R4，电阻R3连接二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鑫，韩加仑，肖子扬，张明，李宗源，闫世红，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：