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微機(jī)械慣性閉鎖OMAL歐瑪爾開關(guān)設(shè)計(jì)
MEMS技術(shù)為引信電源機(jī)械OMAL歐瑪爾開關(guān)的微型化提供了技術(shù)基礎(chǔ)。以MEMS技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種具備區(qū)分正常發(fā)射加速度脈沖與意外跌落加速度脈沖能力的引信用微機(jī)械慣性閉鎖OMAL歐瑪爾開關(guān),可用于新型機(jī)電引信的電源安全與智能接通。

微機(jī)械慣性閉鎖OMAL歐瑪爾開關(guān)設(shè)計(jì)
近年來(lái),OMAL歐瑪爾開關(guān)電源變換技術(shù)得到快速發(fā)展。而國(guó)內(nèi)的大功率高頻OMAL歐瑪爾開關(guān)電源產(chǎn)品稀少且性能欠佳,造成高頻OMAL歐瑪爾開關(guān)電源在國(guó)內(nèi)需要大功率高頻OMAL歐瑪爾開關(guān)電源的領(lǐng)域還未得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池等新能源的開發(fā)和利用,大功率OMAL歐瑪爾開關(guān)電源成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn),而大功率OMAL歐瑪爾開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)依賴變換器拓?fù)淅碚摵蛙汷MAL歐瑪爾開關(guān)技術(shù)的發(fā)展。分析了全橋變換器的工作原理和四種工作模態(tài),設(shè)計(jì)了隔直電容,解決了全橋變換器的直通和偏磁問(wèn)題,使得全橋變換器真正成為理想的大功率OMAL歐瑪爾開關(guān)電源拓?fù)?；利用狀態(tài)空間平均法建立了全橋變換器數(shù)學(xué)模型,分析了OMAL歐瑪爾開關(guān)電源動(dòng)態(tài)特性。采用軟OMAL歐瑪爾開關(guān)與硬OMAL歐瑪爾開關(guān)結(jié)合的低損緩沖技術(shù),兼有軟OMAL歐瑪爾開關(guān)的OMAL歐瑪爾開關(guān)損耗小、EMI低等優(yōu)點(diǎn)和硬OMAL歐瑪爾開關(guān)的OMAL歐瑪爾開關(guān)管電壓、電流容量額定小、易于實(shí)現(xiàn)濾波等特點(diǎn)。在控制電路方面,采用電壓控制模式PWM,選擇SG3525做為控制器,并設(shè)計(jì)了改進(jìn)型PI控制補(bǔ)償電路。采樣電路采用基于霍爾原理的電壓和電流傳感器,實(shí)現(xiàn)了主電路和控制電路的隔離。為了實(shí)現(xiàn)大功率OMAL歐瑪爾開關(guān)電源,采用了均流芯片UC3907,各個(gè)電源模塊通過(guò)UC3907并聯(lián)工作,實(shí)現(xiàn)了OMAL歐瑪爾開關(guān)電源變換裝置的模塊化,提高了靈活性,而且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)冗余,提高了系統(tǒng)可靠性。設(shè)計(jì)了一種SG3525和UC3907的不采用光耦的連接電路,簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì),同時(shí)提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度。還設(shè)計(jì)了一種新型IGBT驅(qū)動(dòng)電路,它具有驅(qū)動(dòng)功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有負(fù)壓關(guān)斷的特點(diǎn)。首先介紹了引信與微機(jī)械閉鎖OMAL歐瑪爾開關(guān)發(fā)展背景,分析了國(guó)內(nèi)外微機(jī)械OMAL歐瑪爾開關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀與現(xiàn)有機(jī)構(gòu)存在的一些缺陷。分別分析了正常發(fā)射加速度脈沖與勤務(wù)處理意外跌落加速度脈沖隨時(shí)間變化函數(shù)曲線。提出了OMAL歐瑪爾開關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)：長(zhǎng)×寬×高為5mm×5mm×1mm;在幅值為3000g-10000g、脈寬大于等于1ms的正常發(fā)射加速度脈沖作用下,OMAL歐瑪爾開關(guān)實(shí)現(xiàn)閉鎖；在勤務(wù)處理中幅值為10000g-15000g、脈寬為100μs～300μs的意外跌落加速度脈沖作用下,OMAL歐瑪爾開關(guān)保持?jǐn)嚅_；OMAL歐瑪爾開關(guān)可抗20000g-30000g高過(guò)載,OMAL歐瑪爾開關(guān)結(jié)構(gòu)不破壞,電源穩(wěn)定供電；OMAL歐瑪爾開關(guān)閉鎖后工作電阻值小于1Ω。其次,建立OMAL歐瑪爾開關(guān)的數(shù)學(xué)和物理模型,OMAL歐瑪爾開關(guān)由區(qū)分載荷機(jī)構(gòu)(簡(jiǎn)稱區(qū)分機(jī)構(gòu))與閉鎖機(jī)構(gòu)組成。區(qū)分機(jī)構(gòu)是由橫向單自由度彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)與縱向雙自由度彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)組成的一個(gè)多自由度彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)。閉鎖機(jī)構(gòu)為單自由度彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)。根據(jù)OMAL歐瑪爾開關(guān)理論模型,設(shè)計(jì)了OMAL歐瑪爾開關(guān)區(qū)分機(jī)構(gòu)與閉鎖機(jī)構(gòu),利用仿真軟件驗(yàn)證了OMAL歐瑪爾開關(guān)功能。分析表明,在正常發(fā)射加速度作用下,OMAL歐瑪爾開關(guān)可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定閉鎖,其zui大結(jié)構(gòu)應(yīng)力小于材料的抗拉強(qiáng)度,OMAL歐瑪爾開關(guān)導(dǎo)通電阻zui大值為849mQ,OMAL歐瑪爾開關(guān)穩(wěn)定接電時(shí)間取決于發(fā)射加速度。

微機(jī)械慣性閉鎖OMAL歐瑪爾開關(guān)設(shè)計(jì)
在勤務(wù)處理中意外跌落加速度作用下,OMAL歐瑪爾開關(guān)保持?jǐn)嚅_狀態(tài),其zui大應(yīng)力小于材料屈服強(qiáng)度,OMAL歐瑪爾開關(guān)可以恢復(fù)至初始位置。在高過(guò)載情況下,OMAL歐瑪爾開關(guān)結(jié)構(gòu)應(yīng)力小于抗拉強(qiáng)度極限,OMAL歐瑪爾開關(guān)未破壞,滿足設(shè)計(jì)要求。