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一种集成的冲击片起爆装置
申请号	CN201710511836.1	申请日	2017-06-29	公开(公告)号	CN107091599A	公开(公告)日	2017-08-25
申请人	中国工程物理研究院电子工程研究所;			发明人	沈德璋; 叶海福; 李中云; 刘炜;
摘要	本发明提供了一种集成的冲击片起爆装置，该方案包括有高压电容器、平面高压开关、爆炸箔层、飞片层、加速膛、药柱和壳体；高压电容器下方设置有平面高压开关；平面高压开关的下方设置有爆炸箔层；爆炸箔层的下方设置有飞片层；飞片层的下方设置有加速膛；加速膛的下方设置有药柱；壳体将所有上述部件封装在内；高压电容器的两级引出在壳体外部；平面高压开关的触发极引出在壳体外部。该方案在高压电容器陶瓷外壳基底上依次制作平面高压开关与爆炸箔、飞片层、加速膛，而后装药并采用壳体封装，形成电容放电单元CDU与冲击片雷管高度集成的一体化冲击片起爆装置。
权利要求	1.一种集成的冲击片起爆装置，其特征是：包括有高压电容器、平面高压开关、爆炸箔层、飞片层、加速膛、药柱和壳体；所述高压电容器下方设置有平面高压开关和爆炸箔层；所述平面高压开关和爆炸箔层的下方设置有飞片层；所述飞片层的下方设置有加速膛；所述加速膛的下方设置有药柱；所述壳体将所有上述部件封装在内；所述高压电容器的两级引出在壳体外部；所述平面高压开关的触发极引出在壳体外部。 2.根据权利要求1所述的一种集成的冲击片起爆装置，其特征是：所述加速膛为中部设置有通孔的实心结构。 3.根据权利要求1所述的一种集成的冲击片起爆装置，其特征是：所述平面高压开关和爆炸箔层之间设置有电介质层；所述平面高压开关、爆炸箔层和电介质层三层黏合固定或在电解质层的正反别分别溅射爆炸箔层和金属层。 4.根据权利要求1所述的一种集成的冲击片起爆装置，其特征是：所述平面高压开关为在金属箔上蚀刻的电路。
说明书全文	一种集成的冲击片起爆装置技术领域 [0001] 本发明涉及的是冲击片起爆装置，尤其是一种集成的冲击片起爆装置。背景技术 [0002] 通过对金属桥箔瞬间施加大电流脉冲，使其汽化产生高温高压等离子体，驱动飞片高速撞击从而引爆炸药的装置称为冲击片雷管。目前冲击片雷管在国内外的军事装备上均有广泛的应用。 [0003] 冲击片雷管需要电容放电单元提供起爆能量，从而形成冲击片起爆系统。目前，冲击片起爆系统一般采用分立的高压电容器、高压开关、高压接插件、冲击片雷管及连接线缆等组成。为可靠起爆，一般要求高压电容器的容量足够大，放电开关具有足够快的闭合速度，且放电回路尽可能短以减小线路上的能量损失。 [0004] 由于高压脉冲放电回路的负载为阻抗很小的爆炸箔（阻抗为毫欧级），即便引入微小的回路阻抗，也会造成对CDU中能量的重新分配，从而对通过爆炸箔的脉冲电流波形造成较大的影响。为保证高压连接器的插接可靠性和承载脉冲大电流的能力，高压连接器的有效接插长度一般不低于3mm 5mm，即便高压连接器的材料阻抗较小，仍不可避免的在放电回~路中引入一定的电感和电阻，试验结果表明，即便在回路中采用带7mm导线的高压接插件，监测其在负载上放电电流的峰值衰减20%，放电周期延展25%。连接导线越长，损耗在回路上的能量越大。 [0005] 现有的冲击片起爆系统中，冲击片雷管与电容放电单元中的高压电容器、高压开关（真空火花隙开关或半导体开关NMCT）、高压接插件等器件采用导线简单焊接组合，主要存在以下不足：系统体积大，限制了在诸多场合的应用；放电回路长，能量损失较大；放电回路中导线寄生参数、接插件接触电阻等参数存在散布，不利于性能提升；系统焊接工艺性不好，装配操作环节易对系统可靠性造成影响。 [0006] 北京理工大学的李杰等人于2013年申请了一种微小型高压放电装置的专利，提出了将高压电容器制作为环形，在中间安装冲击片雷管、端面布置印制电路板的起爆装置方案，相对于一般的冲击片起爆系统，结构更紧凑。但该装置本质上仍是分立器件的组合，只是做了结构上的优化，并不能从根本上解决一般冲击片起爆系统共有的不足。发明内容 [0007] 本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种集成的冲击片起爆装置的技术方案，该方案在高压电容器陶瓷外壳基底上依次制作平面高压开关与爆炸箔、飞片层、加速膛，而后装药并采用壳体封装，形成电容放电单元CDU与冲击片雷管高度集成的一体化冲击片起爆装置。 [0008] 本方案是通过如下技术措施来实现的：一种集成的冲击片起爆装置，包括有高压电容器、平面高压开关、爆炸箔层、飞片层、加速膛、药柱和壳体；高压电容器下方设置有平面高压开关；平面高压开关的下方设置有爆炸箔层；爆炸箔层的下方设置有飞片层；飞片层的下方设置有加速膛；加速膛的下方设置有药柱；壳体将所有上述部件封装在内；高压电容器的两级引出在壳体外部；平面高压开关的触发极引出在壳体外部。 [0009] 作为本方案的优选：加速膛为中部设置有通孔的实心结构。 [0010] 作为本方案的优选：平面高压开关和爆炸箔层之间设置有电介质层；平面高压开关、爆炸箔层和电介质层三层黏合固定或在电解质层的正反别分别溅射爆炸箔层和金属层。 [0011] 作为本方案的优选：平面高压开关为在金属箔上蚀刻的电路。 [0012] 本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中在高压电容器陶瓷外壳基底上依次制作平面高压开关与爆炸箔、飞片层、加速膛，而后装药并采用壳体封装，形成电容放电单元CDU与冲击片雷管高度集成的一体化冲击片起爆装置。采用平面高压开关与爆炸箔集成技术，系统中不需要使用印制电路板、硅橡胶导线和接插件（一般的冲击片起爆系统中必备上述零部件），实现一体化冲击片起爆装置，可大幅减小系统体积；相对传统放电回路采用导线、接插件的连接方式，可大大减小放电时回路中的能量损失，同时可避免接插件接触电阻散布带来的放电性能影响；集成封装，有利于实现可靠性与通用化性能的提升；放电回路面积小，可采用金属外壳，高压放电时对其他电路的电磁干扰小。 [0013] 由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。附图说明 [0014] 图1为本发明的结构示意图。 [0015] 图2为图1仰视图。 [0016] 图3为平面高压触发开关与爆炸箔层的电路结构图。 [0017] 图4为平面高压触发开关与爆炸箔层的剖视图。 [0018] 图中，1为引出电极，2为平面高压开关与爆炸箔层，3为飞片层，4为加速膛，5为药柱，6为高压电容器，7为壳体，8为高压电容器，9为微爆炸桥箔，10为触发极焊盘，11为爆炸桥箔，12为金属层，13为电介质层，14为爆炸箔层。具体实施方式 [0019] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 [0020] 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 [0021] 如图所示，本方案包括引出电极1、平面高压开关与爆炸箔层2、飞片层3、加速膛4、药柱5、高压电容器6和壳体7。 [0022] 引出电极1共有四根，一组高压电极和地，一组触发电极和地，如图2所示。高压电极和地从高压电容两端引出，触发极和地从平面高压开关与爆炸箔层2的触发极两端引出。 [0023] 平面高压开关和爆炸箔层2的示意图和剖视图见图3和图4。如图4所示，平面高压开关和爆炸箔层由三层材料组成，分别为金属层12、电介质层13及爆炸箔层14。金属层12可采用10μm以下厚度的铜箔，通过蚀刻工艺在上面制作出触发极焊盘10及微爆炸桥箔9。电介质层13可采用聚酰亚胺薄膜或热塑性Parylene材料。爆炸箔层14采用10μm左右厚度的铜箔，通过显影、曝光、蚀刻，在其上制作出爆炸桥箔11。金属层12、电介质层13及爆炸箔层14采用粘接胶加压粘合。在触发极10的两端施加一个低压触发电平时，微爆炸箔9爆炸产生高密度带电粒子使得爆炸箔11的高压导通，继而爆炸产生大量高温、高压等离子体，剪切飞片层3产生飞片并驱动飞片经过加速膛4撞击药柱5。平面高压开关和爆炸箔层也可采用在电介质材料正反面溅射金属层，再通过蚀刻工艺制作获得。 [0024] 图1中飞片层3可采用10μm-90μm聚酰亚胺薄膜，粘接到爆炸箔层。加速膛4采用聚酰亚胺层加半固化胶层通过钻孔加工出加速膛孔，同时利用其半固化胶层与飞片层3加压粘接。通过壳体7将上述零部件1-6进行整体封装。 [0025] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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