适用于常规弹药触发点火的电子开关

介绍一种适用于弹药触发点火的电子开关，该开关由电路构成，电路中有高压源，一个与高压源相连的，密封的双电极火花隙，一个与密封隙串联的微隙，一个与微隙相连的爆炸箔起爆器，和一个桥接在高压源和密封隙引线之间的储能电容。触发电路连接在高压源和发火脉冲发生器之间，并且伸出一根引线联接到上述电路中的密封隙和微隙之间。储能电容器被电压源充电至电压V，它实际上是施加在密封隙上的，发火电路发生器的脉冲激励触发电路产生高电势Vt，加上密封隙导通后叠加过来的电压V，击穿微隙，使电流通过。到达爆炸箔起爆器。     

电磁发射中电容电压跌落与补偿稳压技术研究

在放电触发等待过程中,脉冲电源中电容电压通常会出现明显的跌落,而且放电触发等待时间的随机性会使得每次放电的电压跌落量均不相同。以用于电磁发射的脉冲电源为研究对象,根据脉冲功率模块的电路结构,分析了造成电容电压跌落的原因,主要是由于脉冲电容器自身漏电和主放电开关漏电所致。基于电磁轨道炮实验系统建立了仿真模型,计算了不同电容电压跌落量下的电枢出膛速度及速度下降率。仿真结果表明,电容电压跌落会导致电枢出膛速度减小、散布增大,影响了发射的一致性。针对电容电压跌落问题,提出了一种通过电能补偿实现电容电压动态稳定的方法,设计了电能补偿电路和适用于多模块组态脉冲电源电容电压采样的电压随动电路,对发射系统进行了补偿稳压技术改造,并开展了实验验证。结果表明,所采取的补偿稳压方法在放电触发等待过程中能将电容电压稳定在额定电压的0.5%范围之内。补偿稳压能够不受放电触发等待时间的影响,提高发射时脉冲电源放电电压的一致性,具有较高的应用价值。     

小口径感应储能引信低功耗设计

为解决某型小口径感应储能引信低功耗设计需求,充分利用感应电源能量,延长引信电路工作时间,分别从选用低功耗器件、降低供电电压、采用开关电源供电、降低系统工作频率、利用单片机节电工作模式以及合理处理单片机空余引脚方面,探讨了引信电路低功耗设计的方法,开展了相对应的原型样机实验.实验表明,选用25 V100 μF钽电容器作为储能电容,在充满电的基础上,应用该低功耗设计方法,引信电路能够工作8 s以上,性能满足某型感应储能引信的技术要求.     

一种真空触发开关脉冲电源系统研究

脉冲电源系统性能基本取决于放电开关的特性,真空触发开关因其具有工作电压范围宽、承载电荷量高、介质恢复迅速、结构紧凑等优点,可用于脉冲电源的主开关。采用RVU-43型真空触发开关研制了一套总储能2 MJ、额定工作电压13 kV的脉冲电源。电源系统由17个118 kJ电容储能模块并联组成,单个模块短路放电最大电流达52 kA,系统包含了充电、控制、测量子系统。电源在模拟负载上进行了单模块、系统同步与时序控制放电性能测试,并在电热化学发射装置上进行了发射试验。结果表明,系统输出的电流幅值较高且波形灵活可调,可靠性高,可满足电热化学发射试验的研究。     

大比功率压电发电机无功功率补偿方法

针对传统引信压电发电机的二极管电容整流滤波电路存在导通角小的不足,提出利用填谷电路进行无功功率补偿的改进方法。结合压电发电机的输出功率小以及引信电路功率瞬时变化大的特点,为了更加有效地利用发电机的能量,建立了改进的储能滤波电路模型,并在电路仿真软件Multisim中对改进电路进行仿真计算。仿真分析结果表明：改进后的电路可提高发电机有功功率的利用率,且可改善供电连续性,增大电路的功率因数。     

引信参数变化对装定性能的影响

针对引信有线装定过程中装定参数变化影响装定快速性的问题,建立了基于装定器模块、有线装定回路、引信电路模块的等效电路模型。根据已知的平行圆柱形电容器和平板电容器计算模型,推导了不平行电缆间以及电缆与坦克车金属板间分布电容的表达式。仿真结果表明,影响装定能量快速性的主要因素是电缆长度,相同环境下,储能电容充电到额定电压的98%时,电缆长度每增加10 m,所需的时间增加1.312 ms。给定模型及参数条件下,对比不同装定电缆时储能电容充电到10 V与6 V的时间,与充电到10 V相比,充电到6 V,10 m电缆时缩短的时间为4.154 ms, 50 m电缆时缩短的时间为5.75 ms。研究结果对提高装定快速性具有重要意义。     

基于二极管电爆炸的单触发开关导通机理

采用磁控溅射、紫外光刻、化学气相沉积等微机电加工技术,制备了基于Schottky结二极管和p-n结二极管的两种单触发开关,分析了无负载时它们的放电特性,两种开关在0.22μF/1500 V、0.22μF/1200 V下达至2000 A左右的峰值电流。研究了触发电容容值、触发电压、主电压、绝缘层厚度和双二极管并联结构对导通性能的影响,发现随着触发电容容值的增加,最小触发电压逐渐降低;减小绝缘层厚度、提高触发电压和主电压,均有利于峰值电流的升高;双二极管并联作为触发元件时,峰值电流比基于单个二极管的单触发开关更高,上升时间更短。根据单触发开关的放电特性曲线,将其作用过程划分为二极管电爆炸、绝缘介质层击穿和脉冲大电流上升三个阶段,阐明了各阶段的作用机制,建立了相应的电阻模型,结果表明单触发开关的电阻可以视为常数,并且阻值在毫欧级。     

基于反向开关晶体管的脉冲电源在电磁发射中的应用

为了进行电磁轨道炮发射机理研究,研制了一套基于反向导通双晶复合晶体管（RSD）全固态开关的电容储能型脉冲功率电源。RSD开关采用可控等离子体换流技术,具有全面积均匀同步导通、开通损耗小、功率大、换流效率高、寿命长的特点。电源系统由16个64 kJ储能模块并联组成,采用一体化紧凑设计,内嵌充电、控制、保护与测量功能。系统额定电压18 kV、总储能1 MJ,可通过时序控制对放电波形进行调节,短路同步放电峰值可达960 kA. 系统在20 mm口径电磁轨道炮上进行了多次发射试验,结果表明脉冲电源系统可靠性高,一致性好,输出波形灵活可调,满足轨道炮超高速发射研究的需要。     

基于TL494 升压型DC-DC 稳压电源的设计

根据开关电源在各种电子产品中的发展趋势,介绍一种12 V转24 V的升压型DC-DC稳压电源。该电源采用TL494作为控制器件,根据其工作原理,合理选择了电源中的开关管、滤波电容、储能电感和续流二极管的参数设计,利用脉冲宽度调制技术进行电路控制,并通过控制开关管的导通时间,保持输出电压的稳定。仿真测试结果表明:该电路输出电压满载时变换效率大于70%,具有较高的安全性和可靠性。     

多级重接炮的数值仿真与优化物理设计

重接炮是一种利用磁力线重接来推动发射体的电磁炮,发射体受力正比于电感梯度与回路电流平方的乘积。基于重接式电磁发射电路方程和运动方程,并结合发射装置的实测参数,建立了发射体运动过程的数值仿真模型。针对多级发射中由于发射体速度过快而造成加速不充分和发射效率下降的问题,提出了多级发射的优化物理设计原则,该原则按照发射体速度确定各级回路电流的振荡周期,继而确定各级电容器组的电容值和初始电压值,配合使用触发真空开关( TVS)作闭合开关,利用其特有熄弧性能,可以显著提高发射体逮度和发射效率。     

多层压电电源储能特性试验研究

通过试验对多层压电电源的储能特性进行了研究。试验结果表明，储能电容C上的充电电压与多层压电电源的层数成正比，与C的电容值成反比，为该电源的设计提供了设计依据．该文还对该电源在小口径高炮引信中的应用进行了可行性分析．多层压电电源的激活时间短，能量小，可对短时工作的低功耗电路提供电能。适用于高炮实时装定的精确计时、定距引信。     

负载阻抗特性对引信磁共振耦合无线装定系统传输特性影响

接收端负载阻抗特性对引信装定系统的能量传输性能有重要影响,针对该问题建立了非纯阻性负载条件下的磁共振耦合无线装定系统电路模型,理论结合试验分析了负载阻抗特性对系统传输性能的影响规律。结果表明：负载中的容性或感性成分会使共振频率产生偏移,并对传输性能带来不利影响,其根本原因在于负载阻抗通过耦合映射会引起中继回路等效电容值或电感值的变化;负载阻抗角小于0°时,共振频率较纯电阻情况向下偏移,共振频率变小,随着阻抗角的增大,频率偏移量及对传输性能的影响程度逐渐减弱,当负载中电容成分增大到一定值后,这种影响可以忽略;阻抗角大于0°时,共振频率偏移特性相反,随着电感值的增大,负面影响越来越严重,最终会破坏收发端的共振耦合状态,造成装定结果失败;理论分析结果与试验结果吻合较好。     

基于充放电原理的小电容测量电路

针对目前的小电容测量电路采样频率低,不能满足瞬态变化的膛压信号测量要求,提出一种基于充放电原理的小电容检测电路。该电路以基于恒流源充放电原理的信号调理电路取代了以小电容检测芯片PS021为主的信号调理电路。测试表明:该小电容检测电路的采样频率达到100kHz,优于国内外现有水平,是一种高采样频率、高精度、低功耗、传感器壳体电容接公共地的小电容测量电路。     

基于MF RC500的RFID读写器的天线及匹配电路设计

基于MF RC500的读写器的天线采用直接在PCB板上制作的微带天线,需要设计天线线圈,使其符合电磁传播规律.该电路要求使用无源的功率匹配网络将天线阻抗转为50Ω,然后由同轴电缆无辐射无损失的将功率从读写器传送给天线.匹配电路设计首先需测出天线的等效电路,再计算出天线的品质因子,然后得出匹配电路的电容值.     

基于CC2431的无线传感器网络

CC2431芯片电路中的非平衡变压器由电容、电感,以及一个PCB微波传输线组成。内部T／R交换电路完成LNA和PA之间的交换。其无线定位引擎用于估算无线网络中节点的位置。进行定位估计时,定位引擎需要获得3～8个参考节点的坐标值及其它测量参数。在定位引擎运行之前必须使能定位引擎寄存器LOCENG的第4位LOCENG．EN,当要停止定位引擎运行时,应往LOCENG．EN写入0关断引擎的时钟信号,从而减少CC2431的功耗。     

关于降低半导体桥发火能量的理论探讨

为提高电功率密度、减小能量损失,对于电容放电加载的半导体桥,提出缩短桥长是降低发火能量的有效途径的观点.利用半导体桥阻抗温升特性的不可逆现象,提出通过加热预处理减小初始电阻,从而降低半导体桥发火能量的方法.     

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。     

半导体桥上尖角、圆孔对其电爆性能的影响（英）

设计了14种带有尖角和圆孔的半导体桥,研究了在电容放电发火条件下尖角、圆孔对其发火时间、发火所消耗的能量等性能参数的影响规律,并从半导体桥的作用机理方面对实验结果进行了分析.结果表明,SCB上V型尖角使得SCB发火时间和发火所消耗的能量明显降低,而圆孔对SCB发火性能影响不明显.     

斯蒂芬酸铅的半导体桥点火试验研究

通过对半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)装药条件下发火电压、发火电容及积分能量对点火时间影响的对比,结合不同点火条件下,桥体两端电压曲线、电流曲线和电流二次峰出现时间的比较,研究了斯蒂芬酸铅(LTNR)的半导体桥点火机理。试验发现特定的点火电路下,SCB点火时间存在一个临界值,且SCB等离子体形成的快慢直接影响点火时间。在充电电压从大到小的点火过程中,在桥与药剂之间存在2种不同的点火机理,在较高点火电压下为等离子体点火机理,在低电压为热点火机理。