多路并聯(lián)半導體橋點火器同步發(fā)火故障機理研究

景莉 張麗梅 張威 劉新偉 張凱 劉曉剛 郝芳

多路并聯(lián)半導體橋點火器同步發(fā)火故障機理研究

景莉 張麗梅 張威 劉新偉 張凱 劉曉剛 郝芳

（北京空間機電研究所，北京 100094）

半導體橋點火器在工程應用中通常為多個產(chǎn)品并聯(lián)在同一供電回路中使用，以實現(xiàn)火工裝置同步點火。在實際應用中有時會出現(xiàn)某個火工裝置點火失敗的現(xiàn)象。當前，研究主要集中在半導體橋點火器本身電阻變化對單路點火過程電流、電壓的影響，對多路并聯(lián)半導體橋電流響應特性的研究較少。半導體橋點火器在多路并聯(lián)同步使用時，作用機理及故障原理不清限制了其在該場合中的應用。文章設(shè)計搭建了多路并聯(lián)半導體橋點火器點火電路，通過試驗發(fā)現(xiàn)點火器多路并聯(lián)使用時，支路電流存在突然下降或上升速度緩慢的現(xiàn)象，均可能造成點火器半導體橋區(qū)燒蝕不完全或瞎火。結(jié)合半導體橋點火器的點火機理分析得出電路電流突然下降會導致相變過程中止、電流上升較慢會導致相變能量不足，均會造成半導體橋電爆能量無法正常釋放，進而無法正常激發(fā)內(nèi)部起爆藥，這是半導體橋點火器用在多路并聯(lián)電路情況時出現(xiàn)點火失敗的重要原因。

半導體橋點火器 并聯(lián)發(fā)火 發(fā)火電流特性 電爆燒蝕現(xiàn)象 火工品

0 引言

半導體橋（Semiconductor Bridge，SCB）點火器是一種利用半導體膜或金屬-半導體復合膜作為發(fā)火元件的火工品，因其具備高瞬發(fā)度、同步性好的優(yōu)點，逐漸替代傳統(tǒng)的橋絲式點火器和橋帶式點火器，成為火工品發(fā)展史中的第三代火工品之一[1]。多路并聯(lián)使用半導體橋點火器因能夠高精度同步起爆多個火工裝置，在滿足航天任務需求方面具有應用前景。

國內(nèi)外對半導體橋點火器的研究主要集中在其本身電阻變化對單路點火過程電流、電壓的影響，或是電阻升溫過程的研究，如文獻[2-5]重點研究了單路電容起爆半導體橋發(fā)火電流特性及電阻表征模型；文獻[6-10]重點研究了半導體橋電阻升溫過程的特性并建立橋區(qū)能量隨溫度變化的表征方程。已有的研究成果對半導體橋點火器多路并聯(lián)使用時的電流響應特性研究較少，造成實際應用中出現(xiàn)同步發(fā)火單路點火失敗的故障機理不清，從而限制了半導體橋點火器在多路并聯(lián)工程實踐中的應用。

本文基于半導體橋點火器的點火機理，提出了微觀區(qū)域性相變分析法，建立了供電過程中半導體橋電阻變化與半導體橋區(qū)不同區(qū)域溫度和狀態(tài)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。根據(jù)實際工程應用情況，針對多路并聯(lián)半導體橋點火器同步發(fā)火的故障機理開展研究，搭建多路并聯(lián)點火電路，對起爆后半導體橋區(qū)形態(tài)以及每一支路實測的點火電流曲線進行分析，得出多路并聯(lián)半導體點火器同步發(fā)火的支路點火電流響應特性及產(chǎn)生單路點火故障的原因。通過本文的研究，可指導多路并聯(lián)半導體橋點火器的使用及電路設(shè)計，從而提高半導體橋點火器多路并聯(lián)同步點火的可靠性。

1 基于區(qū)域性相變分析半導體橋點火器的工作過程

半導體橋點火器核心部件為半導體橋，其形狀不同性能會有較大差異，本文基于兩端對稱設(shè)計“V”型缺口的“H”型半導體橋（又稱為碟形半導體橋）[11]，提出了一種半導體橋微觀區(qū)域劃分的分析方法，結(jié)合半導體橋點火器的點火機理分析其工作全過程。

半導體橋點火器橋藥結(jié)合區(qū)如圖1所示。當通以足夠大的脈沖電流時，半導體橋點火器的半導體橋區(qū)因焦耳熱迅速氣化并在電場的作用下形成等離子體放電，高溫等離子體沖擊起爆藥，使藥劑受熱達到著火溫度而發(fā)火。

圖1 半導體橋點火器橋藥結(jié)合區(qū)示意

在電流加載過程中，半導體橋會隨著溫度的變化快速經(jīng)歷“固態(tài)—液態(tài)—氣態(tài)—等離子體”的相變過程，不同相變階段，其阻抗會發(fā)生變化。這種復雜性是由半導體材料特殊的阻抗溫度特性和相變造成的。在發(fā)火電流導通時，半導體材料的阻抗由于焦耳熱的熱效應迅速發(fā)生變化，并隨著半導體橋的相變過程的變化而隨之波動。在加電初始階段，由于熱效應半導體橋電阻增大，當溫度超過多晶硅溫度系數(shù)臨界特征溫度（約1 000 K）時[12-13]，半導體橋中導電粒子運動速度加快，掙脫晶格約束，粒子濃度呈指數(shù)上升，電阻變小，半導體呈負溫度特性，阻值隨著溫度升高變小，直至達到硅融化點溫度（1 684 K）；電阻進一步減小，使線路電流增大，呈正反饋過程，促使半導體橋迅速釋放熱傳導熱量和電爆高溫粒子，從而點燃裝藥。

在點火時，半導體橋隨著相變過程的推進，對能量集中性的需求呈增長趨勢。當點火器輸入電流足夠大時，半導體橋橋區(qū)的相變過程非常迅速，幾種相變狀態(tài)在橋區(qū)有共存現(xiàn)象。半導體橋點火器橋區(qū)狀態(tài)隨溫度的變化如表1所示[14-16]。

表1 半導體橋點火器橋區(qū)不同溫度下的狀態(tài)

Tab.1 The state of SCB at different temperatures

結(jié)合表1半導體橋不同溫度下的變化過程以及實際電流在橋區(qū)的流動情況，將半導體橋進行微觀區(qū)域劃分，包含A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)，具體區(qū)域位置如圖2所示。根據(jù)供電過程中由于電流密度不同引起的溫度梯度，對半導體橋不同區(qū)域的橋區(qū)狀態(tài)進行分析，從而將半導體橋阻值變化與橋區(qū)狀態(tài)進行關(guān)聯(lián)對應，具體分析情況如表2所示，分為序號1～6種橋區(qū)狀態(tài)。半導體橋點火器在實際使用過程中，由于電阻無法直接測量，通常通過分析流經(jīng)半導體橋的電流隨時間變化，來表征半導體橋電阻變化。如圖3所示，以半導體橋點火器工作過程電流隨時間變化的典型曲線為例，關(guān)聯(lián)對應了序號1～6種橋區(qū)狀態(tài)在曲線中的分布情況。

圖2 SCB橋區(qū)電流流動情況以及微觀區(qū)域劃分

表2 半導體橋橋區(qū)不同部位在供電過程中的溫度和狀態(tài)變化

Tab.2 The state of SCB at different temperatures

通過圖2可以看出，在供電過程中，碟形半導體橋片在尖點部位（A區(qū)）和中間部位（B區(qū)）電流流經(jīng)的截面最小，電流密度最大，能量最集中，溫度升高快，率先達到熔點和沸點，熔化和汽化形成硅蒸汽，局部進入電爆過程，電離放熱，形成能量正反饋，促進下一區(qū)域的電爆過程，進而使電爆區(qū)域向四周蔓延，直至整個橋區(qū)全部實現(xiàn)電爆。這種能量首先在尖端集中，隨后向四周蔓延的現(xiàn)象稱為“尖點效應”。

半導體橋工作時，由于尖點效應，尖點部分的硅首先熔化，熔化后的液態(tài)硅材料電阻僅為固態(tài)的十分之一，因此熔化后液態(tài)區(qū)的加熱速率遠高于固態(tài)區(qū)，液態(tài)區(qū)的液態(tài)硅進一步吸收熱量進而形成硅蒸汽。氣態(tài)的橋區(qū)不導電，因此電流沿著氣態(tài)區(qū)的邊緣通過，持續(xù)將邊緣的硅加熱，重復熔化—汽化的過程，使氣態(tài)區(qū)不斷變大。在氣態(tài)區(qū)變大的過程中，硅氣體離子數(shù)量不斷增多，首先形成一個較弱的離子氣體層，隨著電流增加，電離不斷加強，最終產(chǎn)生較強的熱等離子層，在后期放電時產(chǎn)生等離子體輻射、放電，將能量傳輸給起爆藥而使藥劑引燃[13]。

注：圖中序號1～6對應表2中序號1～6，表示半導體。

2 多路并聯(lián)半導體橋特性及故障現(xiàn)象分析

2.1 試驗情況

搭建一個電源同時起爆四路半導體橋點火器的電路，在試驗室中模擬多路并聯(lián)點火器同步起爆任務的實際工程應用情況，具體電路如圖4所示。試驗電源為23V穩(wěn)壓電源；半導體橋點火器編號分別為點火器1號～點火器8號，半導體橋為蝶形半導體橋，規(guī)格為100 μm×400 μm×2 μm；電路開關(guān)分別選用實際工程中常用的機械開關(guān)和電子開關(guān)的兩種類型開關(guān)，即電磁繼電器（單個觸點接觸電阻0.01 Ω）和MOS功率開關(guān)管（電阻0.06 Ω）。發(fā)火方式為一點四模式。

選用兩種不同類型的開關(guān)分別進行點火試驗，電路接通后，通過電流鉗及示波器對4個支路的點火電流進行測量，采集頻率為100 MHz；并同時觀察點火后的橋區(qū)相變形態(tài)。

2.2 試驗結(jié)果及分析

試驗電流與供電時間曲線如圖5所示，電路控制選用不同類型的開關(guān)時，并聯(lián)電路中各支路電流曲線有所不同。當電路開關(guān)使用1個電磁繼電器時，各支路通過繼電器吸合4對觸點進行供電，各支路電流存在供電不同步的現(xiàn)象；當電路開關(guān)使用MOS功率開關(guān)管時，能夠改善電磁繼電器中各支路電流供電不同步的情況，但各支路供電電流上升沿時間較長，比較緩慢。之后，針對實測的兩種不同電流供電特性，對半導體橋點火特性及故障現(xiàn)象進行分析。

圖4 點火電流不同步影響試驗簡化電路圖

圖5 一個電源同時點四路半導體橋點火器電路電流隨時間變化曲線

（1）點火電流供電不同步對半導體橋點火器的影響分析

通過圖5（a）實測的4個半導體橋點火器支路電流變化曲線看出，各點火器實測的電流上升沿起始點分別為0 μs、25 μs、140 μs、176 μs，電流上升沿均在5 μs左右，說明電路接通時，電流迅速作用在半導體橋點火器上，但繼電器的4對觸點在吸合時具有最大偏差，達到176 μs的不同步性。同時觀察電流曲線變化，發(fā)現(xiàn)電路在接通點火器2通電25 μs后，點火器4所在支路接通，此時點火器2實測的電流曲線急速下降至4.5A，之后再逐漸恢復至6.8 A，出現(xiàn)了明顯的電流急降拐點；電路在接通點火器3通電36 μs后，點火器1所在支路接通，此時點火器3實測的電流曲線同樣出現(xiàn)了電流急降拐點，最低降至3.6A，之后在逐漸恢復至5A，由此可以說明后吸合的電路支路會導致先吸合的電路支路中通過點火器的電流出現(xiàn)急降拐點，對其余支路中正在通電的半導體橋點火器電流輸入造成短暫干擾。

試驗完成后，對工作后的點火器半導體橋區(qū)進行了顯微拍照，如圖6所示，后導通電流的點火器1和點火器4橋區(qū)燃燒正常，先導通電流的點火器2和點火器3橋區(qū)燃燒不完全，呈青色液態(tài)流動凝固狀。利用區(qū)域性相變分析方法分析，點火器2和點火器3分別在導通電流后26μs和36μs時出現(xiàn)的電流急降，正是電路的電流處于變小后的上升階段，說明半導體橋已經(jīng)進入相變階段，結(jié)合區(qū)域性相變分析理論，蝶形半導體橋片的A區(qū)和B區(qū)已經(jīng)開始液化。在半導體橋區(qū)發(fā)生相變時，更加需要持續(xù)供應一定密度的能量用于支持橋區(qū)繼續(xù)相變，此時電路中的供電電流受到另一電路接通時突然急降的干擾，導致該區(qū)域的相變終止，使橋區(qū)表現(xiàn)出不完全燒蝕現(xiàn)象。

圖6 工作后的SCB燒蝕狀態(tài)圖

該試驗結(jié)果表明，當多路半導體橋點火器并聯(lián)點火時，支路上開關(guān)接通時間不同步會導致后接通支路引起先接通支路的電流急降。基于半導體橋點火器的作用機理，若點火器處于相變過程中，此時電流下降會導致半導體橋相變過程因能量無法持續(xù)供給而使相變過程中斷，進而使點火器失效。

（2）點火電流上升慢對半導體橋點火器的影響分析

通過圖5（b）電流變化曲線看出，使用MOS功率開關(guān)管控制的電路能夠保證四個支路上點火器同時接通，電流曲線呈現(xiàn)同時上升，但上升到平穩(wěn)段的電流出現(xiàn)拐點時間約105 μs，其電流上升沿時間和出現(xiàn)電流拐點時間較電磁繼電器開關(guān)控制的電路長。因此，使用MOS功率開關(guān)管控制電路能夠保證各支路電流的同步性，避免各支路之間的相互干擾，但根據(jù)實測電流曲線結(jié)果看出電流達到規(guī)定的供電電流需要一定的上升時間。利用區(qū)域性相變分析方法分析，電流上升的快慢直接影響半導體橋片“尖點效應”的反應程度，因此，為進一步研究電流上升快慢對半導體橋能量釋放的影響，再次搭接試驗電路，該試驗電路簡化圖如圖7所示。利用電容充電的方式控制電路開關(guān)，從而達到調(diào)整輸入電流上升沿大小的目的。試驗試件使用半導體橋電極塞，編號為1#～6#，半導體橋部位為蝶形半導體橋，規(guī)格為100 μm× 400 μm× 2 μm，與半導體橋點火器一致。試驗過程中，通過觀察通入半導體橋電極塞電流的變化情況以及半導體橋電極塞通電后的燒蝕狀態(tài)，分析電流上升沿對半導體橋能量釋放的影響，試驗共進行了6次。

試驗過程中使用電流鉗及示波器對通過半導體橋片的電流進行測量和監(jiān)測，示波器采樣頻率為100 MHz。具體試驗數(shù)據(jù)如表3所示，實測通過半導體橋電流與供電時間的變化曲線如圖8所示，橋區(qū)相變形態(tài)圖如圖9所示。

表3 上升沿點火試驗數(shù)據(jù)

Tab.3 Data in the different rising edge of power supply test

圖7 模擬不同供電上升沿的點火電路示意

圖8 不同電流上升沿SCB電極塞實測電流曲線圖

圖9 上升沿點火器試驗后橋區(qū)表面燒蝕狀態(tài)圖

以上6組試驗均是在相同的供電電壓條件下進行的，僅電流上升沿設(shè)置不同。如圖8所示，通過對比6組通過半導體橋電極塞的實測電流曲線，可以看出供電上升沿為27 μs的1#半導體橋電極塞的電流變化時間遠小于其余2#～6#半導體橋電極塞；同時峰值電流也最大，具體數(shù)值如表3所示。說明當電流上升沿為27 μs時，半導體橋反應迅速，在整個相變反應過程中橋阻變化小，因此實際經(jīng)過半導體橋的峰值電流較大；當電流上升沿增加時，供給半導體橋相變的能量減緩，使橋片“尖點效應”減弱，半導體橋相變電阻波動增加，同時隨著電流上升時間的增大，電阻阻值波動時間增長。因此，隨著供電電流的上升沿時間增大，實測半導體橋兩端電流變化時間變長，即說明半導體橋區(qū)橋阻變化時間增大，半導體橋相變反應過程變長。

進一步對比電流上升沿設(shè)置在125～189 μs之間的2#～6#半導體橋電極塞實測的電流變化曲線，第一個電流峰值的持續(xù)時間T隨著電流上升沿時間的增加而增長，同時第一峰值電流值隨著上升沿時間的增加而減少。結(jié)合圖9橋區(qū)燒蝕圖像可以看出，3#半導體橋電極塞（上升沿為144 μs）試驗后，橋區(qū)明顯成青色熔融狀態(tài)，起爆成像不如其余試件，說明該橋片能量沒有正常釋放。進一步說明半導體橋在點火電流供應速度減緩時，相變速度隨著能量輸入減緩而減慢，橋片不同區(qū)域的相變速度趨于一致，從而使橋阻增大，實際供電電流減小，進而影響點火能量釋放。

3 結(jié)束語

半導體橋點火器的電熱電爆作用機理是由半導體橋的電阻溫度特性和相變特性決定的，其換能原理涉及到電能-熱能轉(zhuǎn)化、不同材質(zhì)間的熱傳導等理論，工作過程十分復雜。單路半導體橋點火器工作時，電路上的器件較簡單，受到的干擾少。多路半導體橋點火器并聯(lián)使用時，由于支路上開關(guān)導通的不同步性，使各支路間電流會產(chǎn)生相互影響，后導通支路電流上升沿會引起先導通支路中的穩(wěn)態(tài)電流出現(xiàn)瞬態(tài)下降，這是同一電源給多路半導體橋點火器供電時會出現(xiàn)電流后導通支路點火器發(fā)生故障的主要原因。在半導體橋發(fā)生相變過程中供電電流突然下降會使半導體橋相變過程部分或完全終止，由于此時半導體橋已經(jīng)開始熔化或橋路電阻發(fā)生較大變化，導致此過程不可逆，即使后續(xù)電流恢復正常，也可能由于半導體橋的換能性能已經(jīng)發(fā)生變化而無法釋放等離子體激發(fā)起爆藥，最終導致點火失效；此外，并聯(lián)電路點火時，若各支路電流同步，但電流上升較慢，也會造成在半導體橋相變時能量供應不足，無法支撐電離狀態(tài)的能量需要，可能會導致點火失敗。因此，在進行多路并聯(lián)半導體橋電路設(shè)計時，要通過使用MOS功率開關(guān)管等電子器件，保證各支路中電流持續(xù)、穩(wěn)定，此外，還需關(guān)注供電上升速度，可以通過合理的電路設(shè)計，提高控制開關(guān)的響應速度來實現(xiàn)，從而保證各支路半導體橋點火器正常工作，確保點火器的可靠性。

[1] 高濱. 航天火工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 航天返回與遙感, 1999, 20(3): 63-67. GAO Bin. Status and Development of Aerospace Initiation Technology[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 1999, 20(3): 63-67. (in Chinese)

[2] 楊貴麗, 焦清介, 沈瑞琪. 微型半導體橋臨界爆發(fā)及發(fā)火電流特性研究[J]. 南京理工大學學報, 2012, 3(36): 476-487. YANG Guili, JIAO Qingjie, SHEN Ruiqi. Characteristics of Critical Exploding and Firing Current of Micro-scale Semiconductor Bridge[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology, 2012, (36): 476-487. (in Chinese)

[3] MARX K D, BICKES R W, WACKERBARTH D E. Characterization and Electrical Modeling of Semiconductor Bridges: SAND97-8246, 1997[R]. California: Sandia National Laboratories, 1997.

[4] 馬鵬, 朱順官, 徐大偉, 等. 半導體橋電容放電特性研究[J]. 火工品, 2010,(2): 1-4. MA Peng, ZHU Shunguan, XU Dawei, et al. Study on Ignition Character of Semiconductor Bridge[J]. Initiators & Pyrotechnics, 2010(2): 1-4. (in Chinese)

[5] 鄭子龍, 張文超, 秦志春, 等. 高鈍感半導體橋發(fā)火性能研究[J]. 兵工學報, 2019, 40(5): 954-961. ZHENG Zilong, ZHANG Wenchao, QIN Zhichun, et al. Reseach on the Ignition Performance of High Insensitive Semiconductor Bridge[J]. Acta Armamentarii, 2019, 40(5): 954-961. (in Chinese)

[6] 李慧, 白穎偉, 任煒, 等. 火工品換能元直流激勵下溫度響應特性仿真研究[J]. 兵工學報, 2016, 37(S2): 138-143. LI Hui, BAI Yinwei, REN Wei, et al. Simulation Research on Temperature Response Characteristics of Initiating Device Transformer under DC Excitation[J]. Acta Armamentarii, 2016, 37(S2): 138-143.(in Chinese)

[7] LEE K N, PARK M I, CHOI S H. Characteristics of Plasma Generated by Poly Silicon Semiconductor Bridge(SCB)[J]. Sensors and Actuators A, 2002, 96: 252-257.

[8] 張文超. 復合半導體橋電爆特性及橋溫變化的研究[D]. 南京: 南京理工大學, 2011. ZHANG Wenchao. Study on Electro-explosive Characteristics and Temperature Variation of Composite SCB[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2011. (in Chinese)

[9] 劉明芳, 張小兵. 半導體橋火工品升溫特性研究[J]. 南京理工大學學報, 2010, 34(2): 203-206. LIU Mingfang, ZHANG Xiaobing. Temperature-rising Characteristic of Bridge in Semiconductor Bridge[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology, 2010, 34(2): 203-206. (in Chinese)

[10] 胡劍書, 焦清介. 半導體橋升溫方程研究[J]. 工程爆破, 2008, 14(2): 77-79. HU Jianshu, JIAO Qingjie. Research on Temperature Rising Equation of Semiconductor Bridge[J]. Engineering Blasting, 2008, 14(2): 77-79. (in Chinese)

[11] 祝逢春, 秦志春, 陳西武, 等. 半導體橋的設(shè)計分析[J]. 爆破器材, 2004, 2(33): 22-25. ZHU Fengchun, QIN Zhichun, CHEN Xiwu, et al. Analyses on Semiconductor Bridge Design[J]. Explosive Materials, 2004, (33): 22-25. (in Chinese)

[12] 楊貴麗, 焦清介. 雙V型半導體橋電阻計算方法研究[J]. 火工品, 2009(3): 1-5. YANG Guili, JIAO Qingjie. Study on Calculation Method for Resistance of Double V-shaped Semiconductor Bridge[J]. Initiators & Pyrotechnics, 2009(3): 1-5. (in Chinese)

[13] 葉迎華. 火工品技術(shù)[M]. 北京: 北京理工大學出版社, 2007. YE Yinghua. Initiating Explosive Device Technology[M]. Beijing: Beijing Insititute of Technology Press, 2007. (in Chinese)

[14] 李勇, 李凱, 劉恩良, 等. 負溫度系數(shù)熱敏電阻對半導體橋電爆性能的影響[J]. 含能材料, 2014, 22( 6): 808-812. LI Yong, LI Kai, LIU Enliang, et al. Influence of NTC Thermistors on Electro-Explosive Performances of SCB[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2014, 22(6): 808-812. (in Chinese)

[15] W. M. 羅森諾. 傳熱學基礎(chǔ)手冊(上冊)[M]. 北京: 科學出版社, 1992. ROHSENOW W M. Handbook of Heat Transfer Fundamentals[M]. Beijing: Science Press, 1992. (in Chinese)

[16] 嚴謹容. 半導體作用特性及其規(guī)律研究[D]. 南京: 南京理工大學, 2007. YAN Jinrong. Study on the Characteristics and Rules of Semiconductor Bridge[D]. Nanjing: Nanjing University of Science & Technology, 2007. (in Chinese)

Research on Synchronous Ignition Current Response Characteristics and Fault Phenomena of Multichannel Parallel Semiconductor Bridges

JING Li ZHANG Limei ZHANG Wei LIU Xinwei ZHANG Kai LIU Xiaogang HAO Fang

（Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China）

Semiconductor bridge(SCB) igniters are usually connected in a multichannel parallel circuit to realize simultaneous initiation of multiple igniters. However, some product in the parallel circuit may fail to ignite in engineering application. At present, many researches focus on how the resistance change of the semiconductor bridge influence the current and voltage in a single circuit, there are few studies on the current response characteristics of semiconductor bridges in multiple parallel circuit. In this paper, we design a multi-channel parallel semiconductor bridge ignition circuit and record the current of each branch in tests. It is found that the current of some branch drops suddenly or rises slowly in the multichannel parallel circuit. Combined with the analysis of ignition mechanism of semiconductor bridge, it is concluded that the sudden drop of circuit current will stop the phase transition process, and the slow rise of current will lead to the lack of phase transition energy, these two phenomenon will lead to the lack of energy to excite the primary explosive, and is one of the important reasons for ignition failure.

semiconductor bridge igniters; multichannel parallel fire; characteristics of ignition current; electro-explosive ablation phenomena; explosive initiator

TJ450.1

A

1009-8518(2023)03-0145-09

10.3969/j.issn.1009-8518.2023.03.015

景莉，女，1985年生，2010年獲北京理工大學大學工程力學專業(yè)碩士學位，高級工程師。主要研究方向為航天火工技術(shù)。E-mail：Jingli0307@163.com。

2022-03-04

景莉, 張麗梅, 張威, 等. 多路并聯(lián)半導體橋點火器同步發(fā)火故障機理研究[J]. 航天返回與遙感, 2023, 44(3): 145-153.

JING Li, ZHANG Limei, ZHANG Wei, et al. Research on Synchronous Ignition Current Response Characteristics and Fault Phenomena of Multichannel Parallel Semiconductor Bridges[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2023, 44(3): 145-153. (in Chinese)

（編輯：龐冰）