顾 林，张 合，马少杰，张晓晶

GU Lin, ZHANG He, MA Shao-jie, ZHANG Xiao-jing

（南京理工大学 智能弹药技术国防重点实验室，南京 210094）

0 引言

铁电体爆电换能器通过爆炸产生的冲击波冲击铁电体，使其迅速去极化，将储存的极化能以电能的形式释放出来，从而在负载上产生高功率脉冲电能[1]。铁电体爆电换能器具有能量密度大、体积小、价格低廉和独立性强的特点，是良好的适合单次使用的小型高功率脉冲激光电源，在工业和国防领域里有着广阔的应用前景[2]。

铁电体爆电换能装置方面的研究报道较少，国外Jr. Mork[3]采用空气炮作为冲击波装置，在容性负载下产生了81kV的峰值电压；国内贺元吉[4]和杜金梅[5]都采用平面波发生器作为冲击波装置，分别得到了峰值为1660A和5000A的脉冲大电流。空气炮适合实验室研究，能够多次试验；平面波发生器的平面度难以保证，冲击载荷难以调节。采用爆炸驱动飞片撞击铁电体，冲击载荷可控，冲击波平面度较好。本文设计了一种爆炸驱动飞片撞击式铁电体爆电换能器的机械装置结构，理论计算出飞片对铁电体的冲击载荷，并通过Simulink仿真模块对铁电体爆电换能器进行放电特性研究。

1 铁电体爆电换能物理模型

铁电体（通常选用PZT95/5）垂直加载模式是指冲击波加载方向与铁电体极化方向pr垂直，图1(a)是铁电体爆电换能示意图。贺元吉、杜金梅等人研究过负载为短路、容性的铁电体放电特性[4,5]。本文研究负载为短路和小电感加小电阻两种情况放电特性。图1(b)是其等效电路图。……