[發(fā)明專利]一種點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910224556.1
• 申請日: 2019-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN109855489A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏世長
• 申請（專利權(quán)）人: 華夏世昌（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): F42C19/12
• 分類號(hào): F42C19/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片及控制方法，其特征在于，支持點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)總線IDBUS（IgnitionDrive Bus）的通信協(xié)議，通過無極性的雙線總線進(jìn)行通信與取電，下行（點(diǎn)火控制器到點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片）通信采用電壓脈寬調(diào)制方式、上行（點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片到點(diǎn)火控制器）通信采用電流脈寬調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片與點(diǎn)火控制器之間的通信與信息交互；點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片結(jié)構(gòu)，充電電壓值可以外部配置，點(diǎn)火指令可以通過總線指令或外部信號(hào)直接控制，開關(guān)（充電開關(guān)、緊急放電開關(guān)、點(diǎn)火許可開關(guān)）可以通過對應(yīng)指令控制，芯片主要功能模塊包括：電源管理、下行信號(hào)檢測、上行信號(hào)生成、可編程存儲(chǔ)器、片上時(shí)鐘、狀態(tài)檢測、MCU、復(fù)位等功能模塊等，芯片支持 “寫UID碼、讀UID碼、寫點(diǎn)火密碼、寫延時(shí)值、選中UID碼、比對點(diǎn)火密碼、充電準(zhǔn)備、充電允許、緊急放電、點(diǎn)火許可、時(shí)鐘校準(zhǔn)、讀寫寄存器等”通信指令集；芯片控制方法主要包括“點(diǎn)火裝置信息注入、點(diǎn)火裝置點(diǎn)火準(zhǔn)備、點(diǎn)火裝置點(diǎn)火作業(yè)”；

本發(fā)明能夠滿足點(diǎn)火數(shù)字化管控要求和實(shí)際應(yīng)用需求，提高通信抗干擾性能與可靠性、拓展應(yīng)用場景，提高芯片可配置性與點(diǎn)火安全性，規(guī)范控制流程，避免不當(dāng)操作，降低綜合成本，促進(jìn)點(diǎn)火關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，助力點(diǎn)火控制的數(shù)字化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述“支持點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)總線IDBUS的通信協(xié)議”，其特征在于：

（1）芯片支持“無極性、一主多從、異步半雙工”的雙線總線，實(shí)現(xiàn)通信與總線取電；

（2）芯片支持下行電壓脈寬調(diào)制、上行電流脈寬調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)上下行通信與信息交互；

（3）芯片支持下行標(biāo)準(zhǔn)脈寬值可配置，上行標(biāo)準(zhǔn)脈寬值固定，能檢測下行標(biāo)準(zhǔn)脈寬值T_down，并基于T_down解調(diào)出下行調(diào)制的數(shù)字信息；

（4）芯片支持“寫UID碼、讀UID碼、寫點(diǎn)火密碼、寫延時(shí)值、選中UID碼、比對點(diǎn)火密碼、充電準(zhǔn)備、充電允許、緊急放電、點(diǎn)火許可、時(shí)鐘校準(zhǔn)、讀寫寄存器” 等通信指令集的執(zhí)行與處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于：

功能模塊包括：電源管理、下行信號(hào)檢測、上行信號(hào)生成、可編程存儲(chǔ)器、片上時(shí)鐘、狀態(tài)檢測、MCU、復(fù)位等功能模塊，其中充電電壓值可以外部配置，點(diǎn)火可以通過指令或外部直接控制；

電源管理模塊：主要通過全波整流實(shí)現(xiàn)總線取電，采用LDO（low dropout regulator）為芯片內(nèi)部其他各模塊供電，通過開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置的充放電等功能；當(dāng)點(diǎn)火裝置進(jìn)入點(diǎn)火狀態(tài)后，儲(chǔ)能裝置通過LDO為數(shù)字部分MCU供電；

下行信號(hào)檢測模塊：下行通信是電壓脈寬調(diào)制方式，通過帶遲滯電路的差分電壓比較器比較“雙線總線的電壓”，并輸出1比特?cái)?shù)字信號(hào)；

上行信號(hào)生成模塊：上行通信是電流脈寬調(diào)制，通過控制“恒流源”從總線上取電流，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火裝置通過電流調(diào)制方式反饋信號(hào)到點(diǎn)火控制器；

可編程存儲(chǔ)器：非易失性的一次性可編程存儲(chǔ)器件OTP或ROM，存儲(chǔ)內(nèi)容主要包括UID碼、點(diǎn)火密碼、默認(rèn)延時(shí)值等，其中點(diǎn)火密碼任何設(shè)備不能從芯片內(nèi)讀出，只能芯片本身讀取和校驗(yàn)點(diǎn)火密碼；

片上時(shí)鐘模塊：通過數(shù)字校準(zhǔn)RC振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，提供給模塊MCU和相關(guān)模擬模塊；接受MCU時(shí)鐘校準(zhǔn)信號(hào)控制片上時(shí)鐘頻率，降低誤差，提高精度；

狀態(tài)檢測模塊：檢測儲(chǔ)能裝置的電壓值，LDO電壓值，開關(guān)（點(diǎn)火、緊急放電、充電）狀態(tài)，點(diǎn)火回路連接狀態(tài)等；

復(fù)位模塊：包括硬復(fù)位（上電復(fù)位與欠壓復(fù)位）和軟復(fù)位（數(shù)字部分產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)），用于復(fù)位MCU與模擬模塊中的所有數(shù)字信號(hào)到初始狀態(tài)；

MCU（微控制單元）：功能主要包括下行調(diào)制信號(hào)解調(diào)、生成上行的數(shù)字調(diào)制信號(hào)、讀寫可編程存儲(chǔ)器、在線時(shí)鐘校準(zhǔn)、芯片狀態(tài)的讀取、檢測下行標(biāo)準(zhǔn)脈寬值、指令處理（寫UID碼、讀UID碼、寫點(diǎn)火密碼、寫延時(shí)值、選中UID碼、比對點(diǎn)火密碼、充電準(zhǔn)備、充電允許、緊急放電、點(diǎn)火許可、時(shí)鐘校準(zhǔn)、讀寫寄存器指令、直接點(diǎn)火等）等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述“點(diǎn)火裝置”，其特征在于：

點(diǎn)火裝置由點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片、儲(chǔ)能裝置（如儲(chǔ)能電容、可充電的電池等）、點(diǎn)火起爆裝置（如橋絲或點(diǎn)火線圈與火花塞、引藥頭、火藥等）、外部配置等部分組成；

點(diǎn)火裝置的典型應(yīng)用產(chǎn)品有數(shù)碼滅火彈、數(shù)碼煙花、微型無人戰(zhàn)機(jī)等。