[发明专利]有静电放电防护用整体金属氧化物变阻器的耐高压引爆器

说明书

本申请涉及第08/456,257号名为“具有用于静电放电防护的金属氧化物变阻器的引爆器用充气泵插座引脚垫圈”的审查中美国专利申请；以及第08/574,426号名为“具有齐纳二极管静电放电防护的充气泵引爆器”的审查中美国专利申请，这两个专利都已转让给本发明的受让人。

本发明涉及一种用于汽车乘客保安电气系统的电引爆装置或引爆器，尤其涉及一种包括用于电引爆装置静电保护的金属氧化物变阻器的引爆器。

众所周知，在已有技术中使用一种用于保护汽车乘客的可充气乘客保安系统。此保安系统包括一装有气体发生器或充气泵的反应罐以及处于非充气状态的气囊。气体发生器响应于碰撞产生气体，以对气囊充气使之膨胀，以保护汽车乘客。

用于汽车被动保安系统的充气泵或其它装置需要一种烟火引爆器或操作充气泵的电引爆装置(EED)。为了启动气体发生器或充气泵，电引爆装置使气体发生器内的物质开始燃烧。充气泵引爆器连到一位于引爆器附近或汽车中偏远位置的撞击传感器。

在操作中，撞击传感器向引爆器传送电信号。引爆器在点火室内点燃，并使包含点火剂物质的容器破裂，该物质通常是碳和火硝的混合物。引爆器包括一对隔开的平行电引脚(pin)，它们在一端由埋入烟火材料的桥接导线相连。烟火材料燃烧时产生非常热的火焰，点燃包含在燃烧室中固态的气体发生小球。这些小球放出氮气，氮气经过扩散室并进入用于保护汽车乘客的保护气囊。

电引爆装置(EED)的共同特性是桥接导线对来自外部环境源的不需要能量具有敏感性，可能导致引爆器的不当使用或“未引爆”。不需要的能量可以是静电放电(ESD)、辐射电磁干扰(EMI)或无线电频率干扰(RFI)，但不限于这些。这里将把对抗此类辐射能量的保护叫做EMI/RFI保护。

克服EMI/RFI危险的一个已有技术措施涉及使用直接放置在引爆器室内的铁氧珠。铁氧珠吸收外来能量，以防止能量到达桥接导线。见Holmes的第4,306,499号美国专利，该专利已转让给本发明的受让人。

使用Holmes的电引爆装置的问题是把EMI/RFI保护直接置于EED区域内增加了装置的尺寸以及制造成本和时间。此外，气体发生器的制造商被限制于特殊的EED设计。

另一个措施是一通用的导火管接头，它包括一包围EED电气端子的铁氧珠。见Cunningham等人的第5,200,574和5,241,910号美国专利，这两个专利已转让给本发明的受让人。Cunningham等人揭示了一种包括EMI/RFI保护的通用接头，它被一直固定在气体发生器内。铁氧珠本质上是一阻碍电流瞬时变化的电感器。

公知的充气泵装置的另一个问题是引爆器(EED)卷在充气泵的底座中。如果做得不好，此卷曲处理常会损坏引爆器。

第4,103,619号美国专利中揭示了一种电引爆装置，其中装置的接触引脚用玻璃封接，并提供耐久的分路以保护桥接电路免受外来能量的影响。耐久分路的一个缺点是在使用过程期间提供给引爆器的一部分能量被分流到地，于是实际上需要的总能量比不设耐久分路时所需的能量更多。

第4,422,381号美国专利中揭示了一种安装了铁氧体套管(EMI/RFI)和静电放电盘片(ESD)的点火器。静电放电盘片依据用于ESD保护的“火花隙”方法，其用途一般限于特殊类型的静电放电电压，即一般大于25,000伏的直流电压。本发明利用了可通过改变变阻器尺寸使ESD保护适用于更宽电压电平范围的金属氧化物变阻器。本发明设计成把超出500伏的任意外来直流电压分流到地。

图1-6揭示了各种已有技术的引爆器。图1揭示了宾西法尼亚州塔马夸市的ICI Explosives制造的一种低成本点火器，它安装了用于ESD保护的火花隙环。图2示出也是由ICI Explosives制造的一种混合引爆器，它包括两个引脚和一分流导线，实际上起到一种同轴引爆器的作用。图3示出另一种低成本引爆器，诸如加利福尼亚州圣卡洛斯市的Quantic Industries制造的引爆器。图4的已有技术的引爆器是采用补偿同轴头部设计的引脚型引爆器，诸如由加州Newhall的专用器件有公司制造的引爆器。已有技术的图5揭示了一种中心同轴设计的导线引爆器，它也是由宾西法尼亚州塔马夸市的ICI Explosives制造的。图6是同轴中心设计的新型驾驶员引爆器，它是科罗拉多州恩格尔伍德市的OEA Ins.制造的。图1-6中所有已有技术引爆器的一个缺点是需要完全的电气隔离。