Page 60 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019

420 覃新，朱朋，徐聪，杨智，张秋，沈瑞琪

电流周期为：
T = 2π = 2π （7）
ω 1 R 2

LC - 4L 2
回路电感为：
T 2 é 2 ù -1
L = ê4π + (lnI - lnI ú ) （8）
2
C ë 1 2 û
回路电阻为：
2L I 1
a. 0.18 μF R = T ln I 2 （9）

式中，I 和 I 分别为第一和第二峰值电流，kA；t 和 t 分
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别为第一和第二峰值电流对应的时间，ns；电流周期为
T，ns，且 T=t ⁃t 。
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根 据 图 3a~图 3c，将 I 、t 、I 、t 等 参 数 代 入 公 式
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（7）~（9），在不同电压下分别计算出同一个 CDU 回路
（电容和 MCT 相同）的电感、电阻和周期，得到不同容
值下 CDU 回路的电感、电阻和周期的平均值、标准偏
差和标准偏差系数，如表 3 所示。
b. 0.22 μF 由表 3 可知，计算得出 0.22 μF 电容和 MCT 组成的
CDU 回路的电感约为 10.44 nH，电阻约为 106.8 mΩ，
电感参数较好 ［20］ ；在同一容值下，相比于电阻，CDU 回
路电感的标准差系数明显更小；随着容值的增大，回路
的电感、电阻略微下降，电流周期延长，不过变化幅度
很小。由于电容自身存在电阻、寄生电容和寄生电感，
所以这种规律不具有普适性；对比表 2 和表 3，回路第
一放电周期的测试值和计算值吻合，说明电路模型与
CDU 回路有较好的匹配。
c. 0.36 μF 3.2 基于 MCT 的 CDU 桥箔电爆性能
图 3 CDU 放电电流特性曲线 结合表 3，0.36 μF 电容与 MCT 组成的 CDU 回路
Fig.3 Current characteristic curves for discharge of CDU 的电感和电阻最小，故在不同电容放电电压下，采用此
CDU 进行微型爆炸箔芯片的电爆性能测试，其中桥箔
在 同 一 容 值 下 ，第 一 电 流 周 期 T 明 显 大 于 T ~T ，且
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尺寸为 0.3 mm（L）×0.3 mm（W）×4.6 μm（H），材料为
T ~T 基本相等；同时验证了式（5）和式（6），在相同的
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铜。实验前测量出桥箔平均电阻约为 35 mΩ。采用
放电电压下，随着电容容值变小，相应地峰值电流变
高压探头采集 EFI 两端电压，罗果夫斯基电流环采集
小，电容放电时间和峰值电流上升时间变短。 EFI 处电流信号。在 1.20 kV 放电电压下，完整的波形
［19］
CDU 放电回路的理论公式为（7）~（9） 。 数据处理结果如图 4 所示。
表 2 不同电容下 CDU 回路放电特征参数测试结果
Table 2 Testing results of discharge characteristic parameters of CDU circuit with different capacitance
capacitance storage energy peak current rise time rate of change of discharge time T 1 T 2 -T 5
/ μF / mJ / kA / ns current / kA·μs -1 / ns / ns / ns
0.18 129.6 2.57 183.4 21.00 1100 256.6 198.3±4
0.22 158.4 2.68 198.8 22.46 1200 295.7 220.2±5
0.36 259.2 4.14 272.9 20.18 1500 328.3 250.1±10

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.5, 2019（417-425） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn