Page 30 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019

468 徐聪，胡博，朱朋，叶迎华，沈瑞琪

电压 U 计算得到： 的峰值电流随主电压、触发电压与绝缘层 PC 厚度变化
1 的关系，每个数据点均试验 5 次。由图 7a 可知，随着
E = 2 C U 2 （3） 主电压 U 的升高，峰值电流呈线性增加的趋势，说明
1
t
2
经过大量试验，结果表明：Schottky 结二极管的最 单触发开关的导通电阻为常数。由于主回路只包含单
小触发条件为 2.2 mF/40 V，E ，=1.76 J；p‐n 结二极管 触发开关、脉冲功率电容 C 以及连接线，因而可以简
1
t
2
的最小触发条件为 0.91 μF / 600 V，E ，=0.16 J。显 化为 RLC 振荡电路。根据 Kirchhoff 定律，RLC 振荡电
t
2
然，后者的触发能量更低。 路的回路方程为 ［19］ ：
3.2 触发电容容值对触发电压的影响 di ( ) t 1
文 献［11］给 出 的 基 于 Schottky 结 二 极 管 的 单 触 dt L + R ⋅ i (t) + C ∫ i ( ) t dt = 0 （5）
发开关的触发条件为 2 mF/50 V，市面上容值在毫法 则电流表达式为：
级的电容只有电解质电容，其体积一般在数十至数百 U 0
i (t) = sinωt ⋅ e -βt （6）
立方厘米。为进一步减轻电路负担、降低触发条件，采 ωL
用容值为 2.2，1，0.68，0.47，0.2，0.1 mF 的电解质电容
分别作为触发电容，试验结果如图 6 所示。最低触发
电压定义为：Schottky 二极管被反向击穿、电爆以后，
单触发开关三次均不能导通的最大电压。根据图 6 可
知，随着触发电容容值减小，最小触发电压急剧升高，
呈现出反比关系，这说明 Schottky 结的电爆炸与能量
有关。当触发电容 C 提供的能量不足以使 Schottky
1
结发生电爆炸，或电爆炸太弱，产生的冲击难以击穿绝
缘层 PC ［18］ ，开关都不会导通。 a. under different main voltages

图 6 最小触发电压与触发电容容值之间的关系 b. under different trigger voltages
Fig. 6 The relationship between minimum trigger voltage
and the trigger capacitance

通过非线性数据拟合，得到最小触发电压与触发
电容 C 容值之间的关系为：
1
0.44
U t，min = （4）
C 1 0.65
从图 6 可以看出，触发电容容值为 2.2 mF 时最小
触发电压与拟合曲线相差较大，这是因为本研究选用
的 Schottky 二极管的反向击穿电压为 40 V，低于此电
c. under three kinds of PC thicknesses
压则二极管不能被反向击穿。
图 7 主电压、触发电压与绝缘层厚度对单触发开关峰值电流
3.3 主电压、触发电压与绝缘层厚度对导通性能的
的影响
影响 Fig.7 Influence of the main voltage，trigger voltage and PC
图 7 给出了基于 Schottky 结二极管的单触发开关 thickness on the peak current of the single shot switch

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.6, 2019（465-472） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn