[发明专利]集成单触发开关的爆炸箔超压芯片及其起爆装置

权利要求书

1.一种起爆装置，其特征在于，包括集成单触发开关的爆炸箔超压芯片、炸药柱（12）、主电容（16）、触发电容（17）、IGBT开关（18）、贴片二极管（19）、小阻值电阻（20）、大阻值电阻（21）、PCB板（22）；

集成单触发开关的爆炸箔超压芯片包括集成在同一个陶瓷基底（1）上的单触发开关单元和爆炸箔超压芯片单元，所述爆炸箔超压芯片单元包括爆炸箔阵列区（10），所述爆炸箔阵列区（10）由多个爆炸箔串联之后并联形成；

所述陶瓷基底（1）上设置金属TiW/Cu层（2），所述金属TiW/Cu层（2）分为下电极区（9）、爆炸箔阵列区（10）和焊盘区（11），焊盘区（11）又分为上电极焊盘（11-1）、下电极焊盘（11-2）、主回路高压焊盘（11-3）；

所述金属TiW/Cu层（2）上设置Parylene C层（3），所述Parylene C层（3）对应下电极区（9）的一侧上设置上电极TiW/Cu/Au（4），另一侧对应爆炸箔阵列区（10）上设置Su8加速膛（5）；

所述上电极TiW/Cu/Au（4）上设置高压二级管（6），焊丝（7）焊接在高压二极管（6）和上电极焊盘（11-1）两端，导带（8）焊接在上电极TiW/Cu/Au（4）和下电极焊盘（11-2）两端；

所述下电极区（9）以及其上的Parylene C层（3）、上电极TiW/Cu/Au（4）、高压二级管（6）、焊丝（7）、导带（8）构成单触发开关单元；所述爆炸箔阵列区（10）以及其上的ParyleneC层（3）、Su8加速膛（5）构成爆炸箔超压芯片单元；

所述下电极区（9）与爆炸箔阵列区（10）的一侧相连，主回路高压焊盘（11-3）与爆炸箔阵列区（10）的另一侧相连，上电极焊盘（11-1）和下电极焊盘（11-2）位于下电极区（9）的上侧，且各自单独成型，不与其它区域相连；

所述下电极区（9）为矩形结构，爆炸箔阵列区（10）是圆环形的结构，分为爆炸箔（10-1）、过渡区（10-2）和连接区（10-3），其中爆炸箔（10-1）是爆炸箔阵列区（10）中最窄的部位，为多个，连接方式为一半数量的爆炸箔（10-1）先串联，然后再将串联的两部分爆炸箔（10-1）并联；过渡区（10-2）位于爆炸箔（10-1）的两端，形状为等腰梯形，是爆炸箔（10-1）由窄到宽的过渡区域；而连接区（10-3）是爆炸箔阵列区（10）中最宽的结构，位于两两过渡区（10-2）之间，将整个爆炸箔阵列区（10）封闭呈圆环形；

所述的炸药柱（12）的数量与Su8加速膛（5）的数量相同，炸药柱（12）位于Su8加速膛（5）上，SU8加速膛（5）上的小圆孔、炸药柱（12）和爆炸箔（10-1）在一条垂直线上；

所述触发电容（17）、IGBT开关（18）和单触发开关单元串联在一起，形成低压触发回路；主电容（16）、爆炸箔超压芯片单元和单触发开关单元串联在一起，形成高压主回路；其中单触发开关单元作为两条回路的连接“纽带”，当IGBT开关（18）导通时，触发电容（17）开始放电，单触发开关单元中的高压二极管被击穿，使得单触发开关单元中的上、下电极导通，进而主电容（16）开始放电，使得爆炸箔超压芯片单元作用；

还包括药环（13），所述药环（13）通过螺丝（14）和螺母（15）固定在PCB板（22）上，药环（13）设置在炸药柱（12）的外侧，为炸药柱（12）提供侧面约束；

所述IGBT开关（18）为两个，包括集电极、发射极和栅极，两个IGBT开关（18）的集电极相连，两个IGBT开关（18）的发射极相连，两个IGBT开关（18）的栅极分别与两个小阻值电阻（20）串联，两个大阻值电阻（21）分别并联在两个IGBT开关（18）的栅极和发射极两端，两对两两正极对接的贴片二极管（19）分别并联在两个IGBT开关（18）的栅极和发射极两端；

所述触发电容（17）的正极与IGBT开关（18）的集电极相连，触发电容（17）的负极通过PCB板上的传输线与导带（8）相连；所述IGBT开关（18）的发射极通过PCB板上的传输线与焊丝（7）相连；

所述主电容（16）的正极通过PCB板上的传输线与主回路高压焊盘（11-3）相连，主电容（16）的负极通过PCB板上的传输线与导带（8）相连；

单触发开关单元耐压1500V，高压主回路电压为1400~1500V，低压触发回路电压600~650V，IGBT开关（18）的触发电压15~17V。