本技术属于脉冲功率,更具体地,涉及一种基于mems工艺高集成度的微型高压放电单元。
背景技术:
1、脉冲功率技术原理是通过高功率脉冲装置将低功率的能量储存起来,被储存起来的能量经过压缩变换之后,在极短的时间内释放给特别的负载。脉冲功率技术在军事、高能激光、电力电工等领域中起着至关重要的作用。
2、脉冲功率系统由三部分组成:储能系统、脉冲发生系统和负载及应用系统。电容储能是对电容器进行充电,通过脉冲发生系统进行放电而产生高脉冲电流。相比电感储能,电容器储能充放电速度快、功率高,技术成熟度高。储能和脉冲发生系统是脉冲功率装置的关键部件,其性能直接决定着脉冲功率系统的高功率输出、快脉冲放电的核心能力。
3、目前脉冲功率系统中经常用到的电气开关产品有真空开关、晶闸管、引燃管开关、气体开关等。除晶闸管外,其他均为气体开关,且晶闸管也是封装完成的成品,均不能采用mems工艺与电路其他部件进行集成;加之高压放电单元其本身工作在高电压等级、大电流的条件下,导致放电单元中器件体积较大,一般通过焊接连接在pcb基板上,分散的器件走线会在整个电路中产生较大的寄生参数,对整个电容放电单元的输出性能存在一定的影响。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种基于mems工艺高集成度的微型高压放电单元,旨在解决现有的高压放电单元的体积偏大,集成度低以及放电回路寄生参数高的技术性问题。
2、本发明提供了一种基于mems工艺高集成度的微型高压放电单元,包括:高压脉冲电容器chv、高压二极管d1、高压放电开关rbdt、第一采样电阻r1和第二采样电阻r2;所述高压放电开关rbdt的阳极与所述高压二极管d1的阴极连接;所述第一采样电阻r1和所述第二采样电阻r2依次串联连接至所述高压二极管d1的阳极与所述高压放电开关rbdt的阴极之间;所述高压脉冲电容器chv的一端连接至所述高压二极管d1的阳极,所述高压脉冲电容器chv的另一端连接负载电阻rload。
3、其中,高压脉冲电容器chv、所述高压二极管d1和所述高压放电开关rbdt经过mems工艺串联集成后焊接在pcb基板上。
4、更进一步地,高压放电开关rbdt可以采用双面电极高压开关;该双面电极高压开关只有两个电极,在芯片级易于实现系统堆叠集成。
5、更进一步地,高压脉冲电容器chv为储能器件,为高压放电提供能量。
6、更进一步地,高压脉冲电容器chv与第一采样电阻r1和第二采样电阻r2进行集成;高压脉冲电容器chv的一个引脚与高压二极管d1的阳极通过烧结工艺连接在一起;高压二极管d1的阴极和高压放电开关rbdt的阳极烧结成一体。
7、通过本实用新型所构思的以上技术方案,与现有技术相比,本实用新型可以有效减少pcb基板上的元器件,使得整个放电单元在pcb基板上的投影面积减少,pcb基板尺寸减小,同时各个器件以mems工艺连接在一起,减小了pcb上的走线带来的寄生参数,使得放电单元的输出特性得到了较大的提升。
1.一种基于mems工艺高集成度的微型高压放电单元,其特征在于,包括:高压脉冲电容器chv、高压二极管d1、高压放电开关rbdt、第一采样电阻r1和第二采样电阻r2;
2.如权利要求1所述的微型高压放电单元,其特征在于,所述高压脉冲电容器chv、所述高压二极管d1和所述高压放电开关rbdt经过mems工艺串联集成后焊接在pcb基板上。
3.如权利要求1所述的微型高压放电单元,其特征在于,所述高压放电开关rbdt采用双面电极高压开关。
4.如权利要求1所述的微型高压放电单元,其特征在于,所述高压脉冲电容器chv为储能器件,为高压放电提供能量。
5.如权利要求1所述的微型高压放电单元,其特征在于,所述高压脉冲电容器chv与第一采样电阻r1和第二采样电阻r2进行集成。
6.如权利要求5所述的微型高压放电单元,其特征在于,所述高压脉冲电容器chv的一个引脚与高压二极管d1的阳极通过烧结工艺连接在一起。
7.如权利要求5或6所述的微型高压放电单元,其特征在于,高压二极管d1的阴极和高压放电开关rbdt的阳极烧结成一体。