| PCB基密封并联平面触发火花隙开关的设计及性能 |
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| 引用本文： | 杨智,朱朋,初青芸,简昊天,张秋,汪柯,沈瑞琪.PCB基密封并联平面触发火花隙开关的设计及性能[J].含能材料,2021,29(6):543-551. |
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| 作者姓名： | 杨智 朱朋 初青芸 简昊天 张秋 汪柯 沈瑞琪 |
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| 作者单位： | 南京理工大学 化工学院,江苏 南京 210094;微纳含能器件工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 210094 |
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| 基金项目： | 江苏省自然科学基金资助（批准号：BK20151486） |
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| 摘 要： | 为了提高爆炸箔起爆系统(exploding foil initiator system,EFIs)的作用可靠性,减小系统体积、降低系统成本,采用印制电路板(printed circuit board,PCB)工艺设计了一种密封并联平面触发火花隙开关(planar triggered spark-gap switch,PTS).根据三电极的结构设计参数,采用PCB工艺批量制备了PTS,单只并联PCB-PTS的尺寸为13.5 mm(l)×7.5 mm(w)×2.5 mm(h).基于显微计算机断层扫描重建了开关的立体和断面图像,结果显示PCB工艺满足开关的加工精度需求.开展了电极间隙的静电场分布仿真以解释开关的导通过程,并且据此计算了开关的理论自击穿电压(self-breakdown voltage,USB).开关的电气性能测试表明:(1)并联PCB-PTS的USB略低于理论计算值,约为2000 V;(2)在大约50％～95％的USB范围内开关均能被可靠触发工作,并且电流上升时间稳定在约121.8 ns,峰值电流大于1500 A,满足EFIs的使用特性需求.最后,将该开关应用于爆炸箔起爆器(exploding foil initiator,EFI)进行发火实验,在0.22μF/1400 V的放电条件下,成功起爆了HNS-Ⅳ炸药.
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| 关 键 词： | 高压开关 平面触发火花隙开关(PTS) 印制电路板工艺(PCB) 爆炸箔起爆器(EFI) |
| 收稿时间： | 2020/11/27 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/4/29 0:00:00 |
Design and Performance of An Airtight Parallel Planar Triggered Spark-gap Switch Based on PCB Technology |
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| YANG Zhi,ZHU Peng,CHU Qing-yun,JIAN Hao-tian,ZHANG Qiu,WANG Ke and SHEN Rui-qi.Design and Performance of An Airtight Parallel Planar Triggered Spark-gap Switch Based on PCB Technology[J].Chinese Journal of Energetic Materials,2021,29(6):543-551. |
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| Authors: | YANG Zhi ZHU Peng CHU Qing-yun JIAN Hao-tian ZHANG Qiu WANG Ke and SHEN Rui-qi |
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