多功能火工品点火装置设计+电路图和PCB图(2)
1.2 火工品简介
火工品，装有火药或炸药，受外界刺激后产生燃烧或爆炸，以引燃火药、引爆炸药或做机械功的一次性使用的元器件和装置的总称。包括火帽、底火、点火管、延期件、雷管、传爆管、导火索、导爆索以及爆炸开关、爆炸螺栓、启动器、切割索等。常用于引燃火药，引爆炸药，还可作为小型驱动装置，用以快速打开活门、解除保险及火箭级间分离等。火工品是提供引燃、引爆或动力源的组件或者装置，它是武器弹药、火箭、卫星、飞船、飞行员救生以及民用工程爆破、火药动力等装置中最初作用且最敏感的组件[5] 。它是起爆与点火的最敏感的始发能源，其功能首发性和作用敏感性决定了其在武器的系统中的地位和作用，作为武器系统中的最敏感部分，其安全性、可靠性直接影响武器系统的安全性和可靠性。
1.3 火工品点火装置的分类
根据目前的研究现状，根据火工品的驱动方式可以将火工品点火装置大致分为电容放电式，激光点火式，半导体桥点火式，桥丝式电火工品式。
1.3.1 电容放电式
电容放电式火工品点火电路主要包括供电电源、电源转换器、充电电路、放电电路、保护电路、检测电路和信号隔离电路等功能模块。点火电路的整体设计框图如图1.1所示。
图1 电容放电式点火电路框图
利用电容储能放电的火工品点火方式，其瞬间放电能力完全可以满足电起爆器对点火电流和点火功率的要求。点火电路的点火性能主要由充电电压和储能电容两项参数决定。电容值决定点火能量的大小，电容值越大，电容储存的能量就越多。但是，电容值也不是越大越好。电容值越大，电容完全充电所需要的时间就会越长，如果电路设计时充电时间指标与电容值不匹配就会造成储能电容的不完全充电，最终导致放电电流峰值和有效点火能量不能满足点火要求[6]。
1.3.2 激光点火式
从首次提出激光点火概念以来，许多国家的科研人员都致力于激光点火系统的研制与应用。其主要原因是，这种新型技术具有固有的安全性。就元件而言，不受电磁辐射、静电的影响；就整个系统而言，炸药和烟火剂与电源系统达到了隔离，因此。从元件和整体系统上都使它的安全性得以加强。
激光点火系统主要由激光保险与解除保险装置、激光器、激光器输出耦合光缆(重复使用)、光纤接头、带输入光纤的引爆装置(一次使用)5部分组成。
激光点火的最大缺点是作用时间太长。以Ti/KClO4为例，当使用0.99mJ能量(是阈值的3倍)使其发火时，作用时间为0.43ms。但它适合时间精度要求不太严格的推进点火系统 包括单点点火、多点点火等[7] 。
1.3.3 半导体桥点火式
近年来，随着科学技术的发展，现代高性能火炮对点火系统的精确性、快速性、一致性、安全性等要求越来越高；现代航空航天技术则对火工品的抗干扰能力、发火能量、点火速度、制造成本等要求越来越高。性能优良的新一代半导体(Semiconductor Bridge，SCB)火工品正是为了满足这种要求而出现的一种新型点火方式，它是利用SCB芯片技术加工而成的发火桥，进而利用微电子集成技术发展为具有逻辑功能的产品，具有半导体器件的高可靠性、高安全性以及与计算机的处理和操纵相兼容的特性[8-11]。典型的SCB 火工品与传统的灼热桥丝式火工品相比， 其特点是非常显著的。比如SCB 火工品的发火能量可比灼热桥丝式低一个数量级， 而安全指标却高出一个数量级， 作用的速度也可高出一个数量级， 通常可达到微秒级.[12-13]这种高安全性能好、作用迅速、发火能量低以及固有的可靠性正是人们多年来孜孜以求的理想的电火工品。半导体桥火工品具有点火延迟期短、一致性高、输入能量低等特点，不仅可以满1A/1W，5min不发火的安全要求，并且还可以实现快速点火起爆，满足现代高性能火炮的快速点火要求[14]。