一種CQB訓練使用電擊裝置

言勐 楊悟宇 馬良 葛運龍

摘要：由于傳統的CQB模擬對抗系統中缺乏實時有效的懲罰措施，導致在組織進行對抗訓練過程中，參訓人員重視程度不夠，本文以LM2596開關電壓調節器為主要元器件的電擊裝置。該電擊裝置能夠有效控制電壓電流的輸出。為懲罰措施提供了一種思路。

關鍵詞：CQB;LM2596;電擊

1 ?設計背景

由于真人CS所提供的模擬對抗環境能增加團隊人員的有效溝通，形成積極協調的組織氛圍，樹立互相配合，互相支持的團隊精神和意識，各國軍警均將其應用于CQB戰術訓練中。但從實際運用效果來看，此類模擬設備與真實戰場環境貼合效果并不好。在模擬對抗訓練組織過程中，參訓人員“受傷”后沒有實時懲罰措施，導致其思想重視程度不夠，使對抗過程流于形式，訓練效果大打折扣。電擊是較為簡單能夠產生痛覺的方式之一，但其難以控制的特性，使得鮮少有人對其進行研究。本文利用新型LM2596開關電壓調節器設計了一款可有效利用電擊的裝置，通過控制電路得到穩定的輸出電壓和輸出電流，使其達到預計輸出設想。

2 ?整體設計方案

本文以LM2596-ADJ開關電壓調節器作為穩壓電路的主要元器件，利用精密穩壓可調電阻，調節輸出電壓，可通過STC15W408AS單片機配合IRF3205 N型場效應管進行控制。LM2596開關電壓調節器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅動電流，同時具有很好的線性和負載調節特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調版本可以輸出小于37V的各種電壓。該器件內部集成頻率補償和固定頻率發生器，開關頻率為150KHz，與低頻開關調節器相比較，可以使用更小規格的濾波原件。由于該器件只需4個外接元件，可以使用通用的標準電感，這更優化了LM2596的使用，極大地簡化了開關電源電路的設計。該器件還有其他一些特點：在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在±4%的范圍內，振蕩頻率誤差在±15%的范圍內;可以用僅80μA的待機電流，實現外部斷電;具有自我保護電路。

3 ?具體電路設計

根于設計思路和設計要求，本設計對輸出電壓要做到較為精確的控制，因此選用LM2596開關電壓調節器作為供電電路的核心芯片。LM2596具有3.3V、5V、12V的固定電壓輸出和可調電壓輸出，根據設計要求，選擇可調電壓輸出，其測試電路及其布線方案如圖1所示：

根據圖2，由E·T值和最大的負載電流值的交叉處確定一個電感區域，每個區域都有一個電感值表征。由圖可得11.22（V·μ_S）的水平線和1A的垂直線的交叉處所確定的電感為47μH。

3.3輸出輸入電容的選擇（C_OUT和C_IN）。輸出電容使用82μF～820μF低等效電阻的電解電容或固態鉭電容效果最好。該電容可用來對輸出濾波以及提高環路的穩定性。根據上述設計要求選取330μF電解電容作為輸出電容。輸入電容是一個位于輸入端與地之間的鋁或鉭電容。作為旁路電容，其作用是防止在輸出端出現大的暫態電壓。該電容在設計時需要靠近LM2596調節器。另外，輸入電容電路的均方根值至少要為直流負載電流的一半。在本設計中負載電流為3A。那么，輸入電容的電流均方根至少為1.5A。利用圖3所示的曲線圖可以選擇合適的電容。在曲線圖中，注意到50V的電壓線所對應的電流均方根值大于1500mA的電容。所以選出一個680μF/50V或470μF/50V的電容。在此，選擇470μF的電解電容作為此設計的輸出電容

結語：

本設計涉及光電技術領域，為CQB模擬對抗系統的實時懲罰裝置提供了一種行之有效的思路。

參考文獻

[1].馬聰.基于CPLD的紅外激光模擬射擊訓練系統的設計與開發[D].天津理工大學，2016

[2].王善彤.觸電危害程度的影響及其預防[J].科技與企業.2015（23）.248

[3].劉鑫.電擊武器的非致命效應研究[J].工業設計.2016

[4].席義安.人體電阻等值電路的分析[J].有色冶金節能.2012

（作者單位：武警警官學院）