关于压敏电阻(VDR)作为电磁枪开关元件的可能性探讨
black2010/03/07电磁炮 IP:江西
VDR这个东西可能很多人不知道 有可能很多人都知道
不管怎样 还是通过锑度来科普一下Voltage Dependent ResistorXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/view/XXXXXXXXm?fr=ala0_1
好了 看完了上面的东西 相信你已经了解VDR的性质了
一旦电压超过自身阈值 电阻就急剧下降至一个很小的值
这个性质在开关电源中作为硬性过压保护

原来接触这个东西很多 反复的在电源里面也有用到 这个性质很像SCR 只是存在自身触发与门极触发的差别

这样一来就是我想起了电磁枪的主流开关元件无非是两种
1:SCR
2:IGBT
这两种开关元件都有各自的特点
SCR耐操 但是开关速度较慢
IGBT开关速度和控制难度较低 但是精贵 需要做好吸收

而很多的同志在多级加速或单级中都是用SCR作为开关元件 无关段 对于材料来说无疑是一个浪费 而且SCR的价钱普遍较高 很多人对此表示压力很大

但是VDR这种东西的好处就是耐大电流 看了看电源手册 上面有讲 8μS/20μS 耐冲击电流可以达到100~20KA 这个电流值是非常惊人的 并不亚于SCR

所以这样一来 我就想 能不能用VDR作为电磁枪的开关元件 来节省成本 缩小体积
因为如果是无关断的话 对于开关元件的要求也不过就是通流能力 VDR完全能够做到
一个一般耐流1KA 阈值470V的VDR价格在3~5元之内 体积指甲盖一般大小
而能达到同样峰值的SCR为70A左右 KP封装的大概50~70元 塑封的大概在20~25元 而且不一定能达到耐流
这样一来优点就很明显了
说到这里 就要看看实际的控制电路了 如下
VDR1.jpg
这个电路是这样工作的
1:电容上充满电荷 VDR没达到阈值 电阻近似为无穷 主回路无电流流过
2:在A端与地之间 加上一个超过VDR阈值的电压 VDR触发 进入低阻态区域
3:供能电容通过VDR向加速线圈放电
整个这一周期 达到了控制发射的效果 下面是演示过程的动画 便于了解工作原理
VDR of coilgun.gif

关于实际演练 我用过200V阈值的测试 获得了成功 但是没有条件测试实际中470V阈值的电压发射 希望大家试一试
并探讨这个方案的可行性 如果进过多次试验 表明方案可行
电磁加速器有望缩小几倍的体积 达到高能量密度和小型化 到时候配上高能量电磁 闭环控制升压 photoflash cap大出口动能小型手持不是梦想
+200  科创币    ビリビリ女    2010/03/07 实用资料,仔细的分析
+100  科创币    潜伏者    2010/03/07 看来比我快,我也在考虑
来自:物理高能技术 / 电磁炮
53
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~~空空如也
black 作者
14年11个月前 IP:未同步
198692
真悲剧
你没看懂么?......仔细看.= =
通过支路触发VDR 使回路通过大电流 是可以随时触发的
触发条件就是在A和GND端加上一个高于VDR阈值的电压
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
198704
我在200V阈值发射中 PXIN6A07 X 2充当这个大电流通路的角色 可以实现多次发射而不损坏
只是我用的是小功率的VDR 多次发射后比较烫手 就不敢加电压了 测试电容量为330μF
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
198707
引用第9楼yfxzhl于2010-03-07 11:21发表的  :
回5楼,的确容易挂,这个元件通常用在家用电器(电视,显示器等)的电源板上,用来防止高压进入(380v)大面积烧毁原件用的保护元件。在实际经常能看到这个元件炸裂开熔断保险,保护电源芯片。应用在电磁加速器上我有两点想法:

1:这个元件大都是被作为一次性的保护元件设计,所以容易炸裂,要是有专门加工的效果要好一点

2:应为容易损坏,所以的考虑电容组不要太大,否则器件容易炸裂



你忘记了磁阻式电磁加速器的基本形式
子弹在线圈的运动 起到了等效电阻的作用 这就是磁阻 大部分电压会“消耗在”磁阻上面 而转换为子弹的动能
这就是为什么设计到运用极限的电磁加速器不能放“空枪”的原理

而你说的损坏基本是纯短路 这两个电流没法比的
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
198744
过为复杂的设计方案并不实际
ls说的都有一点接近于永动机了 其实能量并没有什么过多的损耗的
过多的线路反而会导致能量的过度损耗 有时往往增加几十克的重量为的只是0.1%的能量提高 故障率也会升高
其实磁阻式的利用率都在1%~8.4%左右还有很大的设计余地 这么低的利用率就体现本身的大体设计上有很大的问题 并不是其他的东西
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
198749
哦?
什么意思?
据我所知 能达到几百A峰值耐流的塑封管可有不少呢
你可以晒晒你的原帖 我并没有和你抢功劳的意思 只是我没看到过论坛原来有这个方案 所以就提出来了
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
199004
不要忘记了我这个方案的初衷
适用于单级大电流加速 而不是用SCR来做无关断 简直就是浪费
而且SCR体积会很大 VDR的话 体积很小
yfxzhl说的那种方法我也想过 的确很好
甚至可以做到不需要二极管回路 我这个帖子先说明一下 其实这个方案是很有潜力的 只是VDR导通时是存在电阻的 串联多少会消耗能量 除非用大功率低组态的VDR
大家先不要批驳我这个方案 我这个方案并不是一时兴起想起来的 而是查阅资料 亲自试验后得出的结果
是为的起到一个抛砖引玉的作用
而且对于小会会的那张图纸 问一下 那张图纸你确定准确?有模拟过么?
如果只是设想的话 是不足以作为依据的 你的意思是使LC震荡中电容电压峰值再在波谷返回能量?
实际是做不到的 因为磁阻式加速器的特点就是其中电感的变化 最开始的电感量最小 弹丸在线圈中间时电感量最大 而又会把电感储能变换为弹丸的动能 所以电流的吸收并不会像你想的一样 而是较为平缓的曲线
反正我是认为电磁加速器的效率是不能通过外部电路得到很大提高的 只有通过调节宏观结构才能达到目的
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
199402
引用第30楼ter9vul于2010-03-09 14:29发表的  :
行不通的。在达到它的开通电压后,导通电阻虽低,但它两端的电压并不会改变(可控硅导通后两端电压只有几伏,这个导通后两端的电压还是它的标称保护电压),这个的性质就是一个瞬间大功率稳压二极管,和可控硅是截然不同的导通性质,一般是用来浪涌过压保护,或进行开关灭弧用的。

这可就不解了 既然导通电阻低 那么两端电压的值就等于电阻X电流 应该也会很小
其作用也是实践过的
你说的像稳压管一样 我不太认同 因为在实际应用中 他是作为钳制电压元件的作用 一旦电压超过阈值 就会把前级保险丝烧断 如果按你的话来说 这个VDR倒是像一个斯密特触发器一样了 是不符合实际检验的
你说的也许是TVS的性质 与这个还是不同的
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black作者
14年11个月前 IP:未同步
199626

也许是的 实施中多次发热会比较严重 相比之下SCR的过载能力的确是有目共睹的
所以说这是一个探讨帖 不过不要一棍子把它打死 毕竟元件的应用是有特殊性的
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black作者
14年10个月前 IP:未同步
200579
一般便携式电磁加速器的电流能稳定在KA?
如果说8μS能过稳流20KA 折算下来 2mS  能过稳流80A 而实际上 加速器的电流很稳定在KA的
只能说是峰值的大小了
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black作者
14年10个月前 IP:未同步
201693
我的试验方法可能是有一点问题
实际我使用了比阈值电压更高的电压来作为电源电压 连接方式是采用直触
才导致高于阈值电压的有效释放
这样就比较好解释了吧
VDR也应该不能有效作为稳定的开关元件
但是那个同志的双VDR触发是有可能实现的 可以向那个方面去试试
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