某鈍感電底火電磁環(huán)境適應性模擬研究及結構優(yōu)化設計.pdf

1、本文以某橋絲式電底火為基礎，采用平面接觸式封裝結構，以半導體橋替代橋絲作為該電底火的換能元。采用有限元分析的方法，對電磁能量作用于SCB電底火的整個過程進行了電熱仿真模擬，分析了各結構參量對該電底火的電磁環(huán)境適應性的影響規(guī)律，優(yōu)化了結構設計，并通過恒流安全性實驗和電磁環(huán)境實驗研究了該電底火的發(fā)火性能和電磁環(huán)境適應性。
　　本研究主要內容包括：⑴由Ansys仿真得知，在恒流加載的條件下，橋區(qū)的溫度在初始階段呈指數型遞增，接著慢慢趨于

2、平衡直到結束，整個電流加載的過程中，藥劑和絕緣墊片是熱傳導的主要介質。而將加載條件變?yōu)殪o電脈沖放電時，發(fā)現由于靜電作用時間極短，能量無法進行有效傳遞，溫度主要集中在半導體橋芯片上，在國軍標下橋膜溫度最高值為378K，美軍標下溫度最高值為1268K。⑵在恒流作用方式下，橋區(qū)的最高溫度隨著藥劑導熱系數的增加而呈指數關系遞減，環(huán)境溫度對橋區(qū)的溫升速率影響較小，導熱系數大且薄的絕緣材料具有更好的散熱性能;而在靜電放電作用方式下，藥劑、環(huán)境溫度和

3、絕緣材料的性質對SCB電底火的抗靜電性能基本沒有影響。⑶根據橋區(qū)溫升數值模擬計算結果得知，隨著橋體周圍材料散熱系數的增加，半導體橋橋膜達到的最高溫度和達到最高溫度時所需的時間呈指數遞減;環(huán)境溫度主要影響橋區(qū)升溫過程中的最高溫度，隨著環(huán)境溫度的增加橋區(qū)達到的最高溫度呈線性增長;橋區(qū)升溫速率隨著橋體質量的增加逐漸減小。⑷根據理論模擬結果，設計了Z型和J型兩種結構的SCB電底火;恒流感度實驗測得Z型SCB電底火的50％發(fā)火電流為1.955A，