基于MOS控制晶闸管的高压电容放电特性

• 作者: 张秋 徐聪 朱朋 杨智 沈瑞琪 覃新
• 来源期刊: 含能材料
• 关键词: 金属氧化物半导体(MOS)控制晶闸管 电容放电单元 爆炸箔起爆器 硼/硝酸钾(BPN)点火药
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: TJ45
• 页码范围: 417-425
• 页数: 9页
• 字数: 5193字
• 语种: 中文

摘要

为了研究国产金属氧化物半导体（MOS）控制晶闸管（Metal?Oxide?Semiconductor controlled thyristor, MCT）与高压陶瓷电容组成的电容放电单元（Capacitor Discharge Unit, CDU）的放电特性，设计制备出体积为40 mm（L）×25 mm（W）×8 mm（H）的CDU，其回路电感约10 nH，电阻约100 mΩ。首先分析了CDU回路的R?L?C零输入响应方程，采用CDU负载短路放电实验进行验证，研究发现随着电容值的增大，CDU的峰值电流、峰值电流上升时间、高压电容的放电时间等关键参数均增大；随着放电电压的升高，峰值电流增大，峰值电流上升时间不变。采用微型爆炸箔芯片（Cu桥箔35 mΩ）和硼/硝酸钾（Boron?Potassium Nitrate, BPN）点火药（硼粉/1.50 μm，压药密度/1.57 g·cm-3）验证了CDU的作用效能，在0.36 μF/1.20 kV下，测得回路峰值电流2.032 kA，桥箔两端电压0.9273 kV，峰值电流、电压延迟时间32.4 ns，爆发点时刻168.2 ns，爆发点功率1.490 MW，且CDU能可靠进行BPN的飞片冲击点火。结果表明，基于国产MCT和高压陶瓷电容的CDU基本适用于爆炸箔起爆器等脉冲大电流激发火工品，但其综合性能仍需改进。