SCB火工品静电防护理论模拟及实验研究

发布时间：2020-10-27 06:25

　　 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SMBJ10CASMBJ22CASMBJ75CA,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,SMBJ1OCA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SMBJ1OCA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,SMBJ1OCA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,SMBJ1OCA型TVS静电防护能力最强,对SCB起到最有效静电防护效果。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ450
【文章目录】：
摘要
Abstract
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5000Ω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 未加防的护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 SMBJ10CA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火工品电爆性能的影响
    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

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本文编号：2858179