瞬态电压抑制二极管对半导体桥换能元电爆特性影响的模拟

为了解决瞬态电压抑制二极管(TVS)用于半导体桥火工品抗静电设计的参数优化问题,采用电路模拟和试验相结合的方法,构建了电容放电发火测试电路等效模型和半导体桥PSpice电子器件模型,研究了TVS参数对半导体桥换能元电爆特性的影响。结果表明,当钽电容等效串联电阻为288 mΩ,钽电容等效串联电感为0.68μH,导线电感为40 nH和回路电阻为3.3 mΩ时,22μF/16 V电容放电发火电路的等效电路模型和实际吻合。以阻抗-能量列表模型的方式创建的半导体桥PSpice电子器件模型模拟曲线和实际曲线吻合,且模拟电爆数据偏差小于3%。模拟和试验结果表明,TVS对半导体桥电爆性能的影响程度随着其击穿电压的升高而降低。当TVS的击穿电压在8～12 V之间时,即使TVS击穿电压低于半导体桥发火电压,半导体桥仍能正常爆发,TVS击穿造成的分流导致半导体桥爆发延迟(2μs),且延迟时间随着TVS击穿电压的降低而延长。     

电火工系统抗辐射模拟试验标准体系简介(2)

(本文续2003年第1期第56页) 3 静电放电(ESD) 在美军标MIL-STD-1512《电起爆的电爆分系统的设计要求和试验方法》的方法205静电放电感度中,规定用充电到25kV的500pF电容器,通过5kW电阻对试验点放电。对所有可能的发火方式,如脚-脚、脚-壳等都要进行试验。 在美军标MIL-STD-1576《航天系统用电爆分系统的安全性要求和试验方法》的方法205静电放电感度中,规定: a. 对于脚-壳发火方式,用一个500pF电容器(无串联电阻)向试验点施加25kV放电电压; b. 对于脚-脚发火方式,用一个500pF电容器通过5kW串联电阻向试验点施加…     

降低半导体桥/斯蒂芬酸铅发火能量的技术途径研究

进一步降低半导体桥（SCB）换能元件发火能量是微机电系统（MEMS）引信用微型起爆系统发展的瓶颈技术。通过发火感度试验,获得了减小桥区尺寸、增加V型缺口、适当长宽比、降低药剂粒度等是降低SCB发火能量的有效技术途径。在试验方案范围内获得最小全发火电压3.83 V,发火能量0.073 mJ,最大不发火电流229.88 mA. 分析发火现象和电特性曲线得出：SCB换能元的桥区面积7.65×10² μm²,质量3.55×10^-6 mg,临界发火属于电热发火;桥区面积5.68×10² μm², 质量2.64×10^-6 mg,临界发火属于电爆发火。进一步降低半导体桥（SCB）换能元件发火能量是微机电系统（MEMS）引信用微型起爆系统发展的瓶颈技术。通过发火感度试验,获得了减小桥区尺寸、增加V型缺口、适当长宽比、降低药剂粒度等是降低SCB发火能量的有效技术途径。在试验方案范围内获得最小全发火电压3.83 V,发火能量0.073 mJ,最大不发火电流229.88 mA. 分析发火现象和电特性曲线得出：SCB换能元的桥区面积7.65×10² μm²,质量3.55×10^-6 mg,临界发火属于电热发火;桥区面积5.68×10² μm², 质量2.64×10^-6 mg,临界发火属于电爆发火。     

高能起爆回路计算

本文探讨了大电流作用下电爆箔片雷管(EFI)的起爆机理。通过编程计算,定量分析了发火电路的电感、电阻、电容对起爆电流及起爆时间的影响。指出用该程序可以调整回路参数,达到最佳参数匹配。     

爆炸箔起爆器发火阈值影响因素的数值模拟

为了研究由桥箔、飞片和加速膛所组成的换能组件对爆炸箔起爆器(EFI)发火性能的影响,达到降低发火阈值的目的,利用ANSYS/AUTODYN软件,模拟了桥箔驱动飞片起爆六硝基茋(HNS-Ⅳ)的过程。研究了桥箔厚度对飞片速度的影响,探究了桥区宽度、飞片材料(有机玻璃、陶瓷和聚酰亚胺)、飞片厚度和加速膛长度对EFI发火阈值的影响。结果表明,减小桥区宽度有利于降低爆炸箔起爆器的发火阈值。在输入电压相同的条件下,2μm厚度的桥箔驱动飞片速度最大;爆炸箔起爆器发火电压随着飞片厚度的增加先降低后增大,当厚度为10μm时发火电压最低;相比于0.225 mm、0.250 mm和0.275 mm加速膛,用0.125 mm加速膛时发火电压最低,说明减小加速膛长度有利于降低爆炸箔起爆器的发火阈值;在加速膛孔径确定的情况下,"无限型"加速膛发火电压低于"有限型"加速膛。聚酰亚胺力学性能好、发火电压低、撞击动能小,优于其它两种材料(有机玻璃和陶瓷)。     

驻室倾斜对引信后坐针刺发火机构发火正确性的影响

针对目前引信后坐针刺发火机构理论分析并未考虑其驻室因制造误差形成的倾斜对机构运动特性暨发火正确性影响的问题,应用刚体动力学理论提出驻室倾斜对引信后坐针刺发火机构发火正确性影响的计算方法。该方法建立了引信后坐针刺发火机构驻室倾斜时发火时间和戳击能量的计算公式。理论分析和仿真结果表明:引信后坐针刺发火机构驻室倾斜对发火时间和针刺火帽戳击动能造成影响,但制造误差所形成的倾斜影响不大。引信后坐针刺发火机构驻室倾斜10°,内壁与惯性体间摩擦系数0.25时,后坐戳击动能降低3.9%,引信后坐针刺发火机构发火能量设计应考虑此裕量。     

冲击片点火管

叙述了冲击片点火管的设计原则,优化了结构及设计参数,并进行了性能试验.试验结果表明:圆柱形冲击片点火管有较小的电感和电阻,发火阈值能量较低,是一种安全点火管,适用于直列式点火.     

半导体桥静电作用前后点火特性

对静电作用过的半导体桥和未经受静电作用的半导体桥进行D-最优化点火实验,得到全发火电压,并在全发火电压下点火,用示波器采集电压、电流以及发火时间等信号,用显微镜观察桥面的烧蚀情况并计算烧蚀面积。分析得到:静电对半导体桥的桥膜产生了损伤,静电电压越大,烧蚀面积越大;经过静电作用的桥与未静电作用的桥相比,全发火电压降低,发火能量减小,桥变得更加敏感。对全发火电压下的发火能量和发火时间进行t检验,得到21 kV是临界值,静电电压大于21 kV,静电对桥的性能影响明显;小于21 kV,静电对桥的影响不大。     

加速老化对电火工品电阻与发火时间的影响

试验测定了不同加速老化时间电火工品的电阻与发火时间，分析确定了影响电阻与发火时间变化的原因与规律。选择了80发试验样品，在90℃温度下对其进行加速老化，测定了老化过程中桥丝电阻的变化，最后对不同老化时间后试验样品的发火时间进行了测定。试验与分析表明：由于药剂对桥丝的氧化，样品的桥丝电阻可增加2％以上；由于药剂的分解使其能量下降，样品的发火时间增长，出现迟发火和瞎火。     

纳米碳材料对含硼铝热剂燃烧性能的影响

为改善含硼铝热剂的燃烧性能,在B/MoO₃体系中引入纳米片状石墨、碳纳米管、还原氧化石墨烯3种纳米碳材料。利用热流法测试了含硼铝热剂的导热性能;使用高速摄像机记录了含硼铝热剂的燃烧过程,并通过计算和分析得到了燃烧速率及其变化规律;采用金属桥带进行发火试验,测试铝热剂的临界发火电流。结果表明：添加3种碳材料能显著改善B/MoO₃铝热剂的导热性能,明显提高了燃烧速率,并降低了其临界发火电流;添加还原氧化石墨烯对铝热剂的影响最为明显,使得铝热剂导热系数提高258.3%,燃烧速率提高1 756倍,临界发火电流降低27.1%,证实还原氧化石墨烯显著改善了含硼铝热剂发火阈值高的问题。     

弹载爆磁压缩发生器动态电感的计算

动态电感在弹载爆磁压缩发生器的设计计算中具有举足轻重的地位。为了解决动态电感的计算问题,将镜像电流模型运用到了某弹载爆磁压缩发生器的电路参数计算中,并进行了详细的推导,编写了一个弹载爆磁压缩发生器动态电感的数值计算程序。代入设计数据计算后,获得了电感变化曲线,分析得出了发生器运行过程中电感变化的阶段性特点,为下步优化设计及试验提供了依据。     

电磁轨道炮二阶欠阻尼电路的模型构建与分析

采用了一种简单的等效电路模型,建立了电磁轨道炮的回路方程。利用拉普拉斯变换及反变换得出了储能电容器上的电压、放电回路电流和电枢反电动势的表达式,运用MATLAB软件分析了不同电感梯度下三者的变化规律。结果表明:电感梯度越大,电压波动越小,电流波动也越小,反电动势则越大。随着时间的增长,它们的波动频率先是比较显著,继而逐渐趋向于零。这对研究电磁炮电路问题提供了一定的理论依据。     

高压开关及其对冲击片雷管起爆电流的影响

通过将冲击片雷管（ｓｌａｐｐｅｒｄｅｔｏｎａｔｏｒ）起爆电路表示成为ＬＲＣ电路，对高压开关的电阻、电感的变化规律及其对起爆电流的影响进行了研究。从幅值、时延两方面考虑开关的闭合特性，讨论了几种不同特性的开关对电流的影响。分析结果表明：应保证开关具有低阻值、短时延的阻性闭合特性和低感值、长时延的感性闭合特性以减少高压开关对电路电流起爆的影响，从而保证冲击片雷管的可靠作用。     

一种基于D 类功放的逆变电源设计

针对传统正弦波逆变电源设计中输出电压出现的线性及非线性失真问题,提出一种基于D类功率放大电路的正弦波逆变电源设计方法.分析传统逆变电源的缺点,根据A类、AB类功率放大电路的不足,采用基于IR公司的 D 类芯片 IRS2092S 为核心设计电路,并进行实验验证.结果表明:该方法不但能有效解决传统正弦波逆变电源间歇性感性负载的波形失真难题,而且具有良好的高效性和实用性.     

无源箝位电路在正激变换器中的应用

正激变换器中漏感对变换器的效率及开关管的尖峰电压影响较大．文中研究了一种简单可靠的无源箝位电路，该电路利用漏感中的能量不仅实现了无损吸收，而且还能够减小输入电流的纹波。     

电火工品发火过程的无损耗检测方法

提出一种电火工品无损耗检测的方法,以便在电火工品的可靠性试验中对产品的性能给出准确的判据.采用感应线圈作为非接触式发火电流的检测装置,实现了对电火工品发火电流的无损耗取样,同时采用大规模集成电路,实现了电火工品发火过程中微秒级瞬态信号的采集、存储与处理,为可靠性试验提供了一种在线的无损耗实时检测系统,可以对电火工品的发火全过程进行检测.     

高过载下电子元器件测试方法研究

高过载测试电路必须满足高速测试的特点,文中对电阻、电容、电感及二极管等电子元器件的特征参数测试的方法进行了分析,在电子元器件的高过载实验中,设计出了相应的测试电路.通过实验验证了这些测试电路能达到预期的要求,为引信系统在高过载条件下的可靠性分析打下了坚实的基础.     

基于自由轴法的RLC测量电路

一种通用的电阻、电感和电容的测量电路,基于伏安法测阻抗原理,采用自由轴法确定相位参考基准。对于小容量电容(2pF下),采用并联等效方式;对于大容量电容(2pF以上),采用串联等效方式。前者的有源整流器输入接到半桥电压支路A1上,振荡器供给半桥测试回路恒压的正弦波激励信号。后者的有源整流器输入接到半桥电压支路A2上,振荡器供给半桥测试回路恒流的正弦波激励信号。     

火工品静电感度试验方法研究

本文以静电放电机器模型模拟火工品在勤务处理时真实的静电放电,利用升降法试验测量火工品的静电感度.通过试验和对结果数据的处理,得出了火工品在此种情况下50%发火的静电电压阈值.分析了其等效电路的波形,研究了电阻电感变化对放电波形的影响.     

基于PIN二极管的快上升沿电磁脉冲防护模块设计与研究

为了研究PIN二极管对快上升沿电磁脉冲的响应,基于PIN二极管时域等效电路模型,仿真研究了PIN二极管电路在快上升沿电磁脉冲作用下的瞬态电压特性。以集总参数巴特沃斯低通滤波器电路为原型,通过拟合二极管寄生参数值,结合键合金丝电感参数,设计了一款基于PIN二极管的快上升沿电磁脉冲防护电路模块,并对防护电路模块的快上升沿电磁脉冲防护性能进行了测试。结果表明：在1~250 MHz短波、超短波频段内,防护模块的插损小于0.38 dB;当输入方波脉冲为4 000 V时, 限幅响应时间小于2 ns,输出电平小于30 V,满足快上升沿电磁脉冲的防护要求。