PCB 基密封并聯(lián)平面觸發(fā)火花隙開關(guān)的設(shè)計及性能

楊 智，朱 朋，初青蕓，簡昊天，張 秋，汪 柯，沈瑞琪

（1. 南京理工大學(xué) 化工學(xué)院，江蘇 南京 210094；2. 微納含能器件工業(yè)和信息化部重點實驗室，江蘇 南京 210094）

1 引言

爆炸箔起爆系統(tǒng)（exploding foil initiator system，EFIs）是一種典型的小尺寸脈沖功率系統(tǒng)，主要包含脈沖功率源［1-2］和爆炸箔起爆器（exploding foil initiator，EFI）兩部分，適用于武器彈藥的鈍感點火和鈍感起爆技術(shù)領(lǐng)域。EFI又稱作沖擊片雷管（slapper detonator），其不含敏感藥劑，并且橋箔與炸藥柱不直接接觸，只有在特定的脈沖大電流作用下，才能使橋箔發(fā)生電爆炸，進(jìn)而剪切驅(qū)動飛片實現(xiàn)點火或者起爆功能。因此，EFI具有抗射頻、靜電、雜散電流和電磁干擾等極端環(huán)境的能力，具有很高的安全性。EFI 作用時間短，多點作用同步性高，并且具有可檢測特性，使其在軍事和民用方面都具有廣闊的應(yīng)用前景，因而受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注［3］。

脈沖功率源率先將能量儲存在高壓電容中，進(jìn)一步在高壓開關(guān)控制下實現(xiàn)能量向EFI 的釋放。高壓開關(guān)通過控制能量的釋放過程，直接決定著EFIs 的輸出特性（脈沖電流的上升時間及其峰值），從而影響起爆系統(tǒng)的性能，因此成為EFIs 的核心器件［4-5］。高壓開關(guān)種類繁多，主要包括半導(dǎo)體開關(guān)［6］、平面介質(zhì)開關(guān)［7-9］、觸發(fā)真空開關(guān)［10］和觸發(fā)火花隙開關(guān)。觸發(fā)火花隙開關(guān)一般設(shè)計成三電極結(jié)構(gòu)，即陰、陽主電極，和位于兩者之間的觸發(fā)電極。開關(guān)的導(dǎo)通過程是在短間隙觸發(fā)導(dǎo)通后，通過粒子碰撞電離和空間光電離等形式產(chǎn)生電子雪崩效應(yīng)，形成連接主電極的流注，實現(xiàn)完全導(dǎo)通［11］。……