SCB火工品静电防护理论模拟及实验研究

摘要

本文对SCB火工品的静电安全性进行了理论模拟和实验研究，在对比分析各种类型静电防护器件特点的基础上选用TVS二极管和压敏电阻对SCB火工品进行静电防护。通过Pspice软件模拟了未加防护的SCB和防护后SCB的静电作用规律及防护效果，并与实验结果对比分析，主要得到以下结论:
　　(1)静电电压和串联电阻为SCB静电过程中主要影响因素，环境温度对SCB静电过程无明显影响。通过Pspice软件模拟得出，电容和电压相同条件下，串联电阻越小，加载在SCB上的静电能量越高，静电作用过程越短;电容和串联电阻相同条件下，静电电压越高，加载在SCB上的静电能量越高，并拟合出了加载在SCB上的静电能量与静电电压的函数关系式。
　　(2)击穿电压和寄生电阻小的TVS二极管，其静电防护能力强。模拟得到三种SMBJ型TVS对SCB静电防护能力大小为SMBJ10CA＞SMBJ22CA＞SMBJ75CA，与静电实验结果保持一致。静电条件越严酷，防护效果越好。在25kV、500Ω、500pF条件下，SMBJ10CA型TVS将加载在SCB上的静电能量降低82.3％;在5kV、500pF、不串电阻条件下将加载在SCB上的静电能量降低了99.84％，显著提高SCB静电防护能力，理论上可以用于SCB静电防护。
　　(3)击穿电压低、寄生电阻小的压敏电阻静电防护能力强。模拟得出，三种压敏电阻对SCB的静电防护能力大小为:080C型压敏电阻＞120C型压敏电阻＞270C型压敏电阻，与静电实验结果保持一致。在25kV、500Ω、500pF条件下，080C型压敏电阻使加载在SCB上的静电能量降低了81.1％，显著提高了SCB的静电防护能力。
　　(4)在电流5A恒流激励发火条件下，并联SMBJ10CA型TVS和并联080C型压敏电阻后，SCB火工品的爆发时间和发火时间无显著变化，表明并联TVS和压敏电阻不会影响SCB的电爆性能。
　　(5)在500pF、不串电阻条件下，SMBJ10CA型TVS二极管将SCB火工品临界不发火电压由6kV提高到9kV，全发火电压由8kV提高到13kV，不发火静电能量由5.00mJ提高到11.25mJ，全发火静电能量由8.89mJ提高到23.47mJ，显著提高了SCB的抗静电能力;080C压敏电阻未能起到有效的防护效果，主要由于不串电阻条件下静电过程太迅速，压敏电阻未能正常响应。
　　(6)综上，TVS和压敏电阻对SCB均起到不同程度的静电防护效果，SMBJ10CA型TVS静电防护能力最强，对SCB起到最有效静电防护效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 SCB火工品静电防护国内外研究现状

1．2．1 SCB火工品静电防护国外研究现状

1．2．2 SCB火工品静电防护国内研究现状

1．3 本文研究的主要内容

2 TVS与压敏电阻选型分析

2．1 TVS简介及选型分析

2．2 压敏电阻防护理论分析及选型

3 未加防护的半导体桥静电安全性理论研究

3．1 SCB仿真模型建立及条件假设

3．2 未加防护的SCB在串5000f芝条件下静电作用模拟

3．2．1 未加防护的SCB在不同环境温度下静电作用模拟

3．2．2 未加防护的SCB在不同静电电压下静电作用模拟

3．3 未加防护的SCB在串500Ω条件下静电作用模拟

3．3．1 未加防护的SCB在不同环境温度下静电模拟作用

3．3．2 未加防护的SCB在不同静电电压下静电作用模拟

3．4 未加防护的SCB在不串电阻下静电作用模拟

3．5 本章总结

4 TVS防护后的SCB静电安全性理论研究

4．1 TVS防护后的SCB在串500Ω条件下静电作用模拟

4．1．1 SMBJ10CA型TVS防护后的SCB静电作用模拟

4．1．2 SMBJ22CA型TVs防护后的SCB静电作用模拟

4．1．3 SMBJ75CA型TVS防护后的SCB静电作用模拟

4．1．4 三种TVs在串500Ω条件下静电防护效果对比分析

4．2 TVS防护后的SCB在不串电阻条件下静电作用模拟

4．2．1 SMBJl0CA型TVS防护后的SCB静电作用模拟

4．2．2 SMBJ22CA型TVS防护后的SCB静电作用模拟

4．2．3 SMBJ75CA型TVS防护后的SCB静电作用模拟

4．2．4 三种TVS在不串电阻条件下静电防护效果对比分析

4．3 本章总结

5 压敏电阻防护后的SCB静电安全性理论研究

5．1 080C型压敏电阻防护后的SCB静电作用模拟

5．2 120C型压敏电阻防护后的SCB静电作用模拟

5．3 270C型压敏电阻防护后的SCB静电作用模拟

5．4 本章总结

6 TVS和压敏电阻对SCB火工品恒流电爆性能研究

6．1 恒流发火实验仪器及原理分析

6．2 TVS和压敏电阻对SCB火工晶电爆性能的影响

6．3 本章总结

7 TVS和压敏电阻对SCB火工品抗静电安全性研究

7．1 静电放电实验原理分析

7．2 SCB在不串电阻条件下静电感度研究

7．3 加固后SCB火工品在不串电阻条件下静电感度研究

7．4 本章总结

全文结论

致谢

参考文献