论文总字数：17202字

摘 要

如今，电磁发射技术越来越受到人们的重视，运用于社会生产和军方武器的例子也越来越多，随着其技术的成熟，将会在社会发展建设中起到不可护士的作用。本论文主要详细介绍了电磁发射技术的原理和利用电磁发射技术的各种发射装置，其次介绍了电容器的升压电路以及脉冲电源的主要拓扑架构和特征，并且对多级线圈炮的发射技术自行设计了光电传感器来对发射电路进行控制，并运用saber电路仿真软件对电路进行仿真。

对仿真得出的结果进行研究分析，观察电流和电压的变化，对比已有的结果和结论，认证设计的升压电路与传感控制电路，并对后续的电路设计进行改进。

关键词：电磁发射 升压电路 脉冲电源 光电传感器 控制电路

Abstract

Today, electromagnetic emission technology is attracting more and more attention, using examples from social production and military weapons are more and more, with the maturity of the technology will in the social development to nurse. This paper mainly introduced the electromagnetic emission technology principle and with electromagnetic emission technology of various emission device, followed by the introduction of the capacitor voltage boost circuit and pulse power supply main topology structure and characteristics, and multistage coilgun launch technology is designed for the optical electric sensor to the transmission circuit control, the circuit is simulated by using circuit simulation software saber.

Of simulations, it is found that the results of research and analysis, to observe the changes of the current and voltage, compared with the existing results and conclusions, the design certification boost circuit and sensing control circuit and the following circuit design was improved.

Key words: electromagnetic emission boost circuit； pulse power； photoelectric sensor,；control circuit

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1论文的背景及意义 1

1.2课题的应用前景 1

1.2.1科学研究中的运用 1

1.2.2电装甲防护的应用 2

1.3国内外研究现状 2

第二章 电磁发射技术 4

2.1 电磁发射原理 4

2.2 电磁发射装置的分类 4

2.2.1线圈炮的工作原理 4

2.2.2轨道炮的工作原理 5

2.2.3重接炮的工作原理 5

2.3 线圈炮的分类 6

2.3.1电刷换向的螺旋线圈炮 6

2.3.2无刷螺旋线圈炮 8

第三章 升压电路 9

3.1 升压电路的定义 9

3.2升压电路的升压原理 9

第四章 脉冲电源 11

4.1脉冲电源的定义 11

4.2电磁发射对脉冲电源的要求 11

4.3技术的难点 12

4.4脉冲电源的理想电容器 12

第五章 脉冲电源的单个模块拓扑结构 13

5.1单个模块的拓扑 13

5.2储能电容器的参数设计 14

5.2.1电容器C 14

5.2.2续流支路吸能电阻R 14

5.2.3调波电抗器L 15

5.2.4多模块组合 15

第六章 脉冲电源单个模块结构的saber仿真 17

6.1元件参数 17

6.2各支路电流和电压波形 19

第七章 控制电路设计 22

7.1线圈炮设计 22

7.2发射电源 22

7.3传感器控制电路 23

7.4光电传感器工作电路 24

总结和展望 25

参考文献 26

致谢 29

第一章 绪论

1.1论文的背景及意义

伴随着科学技术的进步和发展，目前的发射器，如火炮、火箭发射器等类型的符合现代人类需要的更高的要求开始能力，这是在这种情况下，产生一个新一代超高速电磁发射技术。电磁发射技术是劳伦兹定律的精髓：当电流流经磁场时，会受到电流的影响，垂直于磁场力的磁场。也就是说，在物理的安培力，力将被定位与磁场的带电物体是在加速运动。物体可以被指控的弹，飞机，导弹，炸弹，卫星，火箭和其他用途。

导致电磁轨道技术产生和放电的相关和军事应用。传统的火药发射型武器可以发射（火箭、枪等），我们经历了一个比较长的发展过程。虽然传统的化学武器比机械能传输装置，在能量密度和功率密度方面要高得多，但是，由于科学技术的进步，它不能满足人们的发射能力（超高速、超高能量）和更高的要求。因此，诞生了新一代的超高速电磁发射技术[1]。

通过对电磁轨道炮的电磁力的开展，从结构上可以分为三个部分：脉冲形成的结构（即PFS[2]），枪体部分和电枢部分。脉冲形成结构是以高功率脉冲电源为主要组成部分的电磁能输出链路控制，通过调节存储和释放电能的合法初始功率，满足电磁轨道发射的基本需求。轨道炮的低阻抗负载，虽然要求较低的电压，但相对苛刻，固体电枢电磁轨道炮的理想最佳梯形脉冲电流驱动，需求高峰的Ka移动平均和峰值上升时间短的数百毫秒时间，达到峰值。

1.2课题的应用前景

以低成本电源设计比脉冲火箭推进剂电磁发射费用;并且发射中的可操控性能与危险性是一种传统发射也无法媲美。

1.2.1科学研究中的运用

在许多领域使用超高速运动的物体，状态方程用于研究材料等，如影响航天​​器材料的高速粒子的超高速弹丸的仿真。当弹体加速效果达到50千米/秒时，聚变燃料，会导致热核聚变，那么这将使热核聚变，是可以控制核能量传递的。事实上，人类研究目前的水平是不够的，把一个小的初始速度抛射从0提速50千米/秒，使电磁脉冲发射器电源设计的生产力工具来帮助推动这一测试。

1.2.2电装甲防护的应用

由于反坦克技术的升级，坦克对于的防护的要求会不断提升。目前的方法是提高各个装甲的强度和厚度，但是这也不是很令人满意的方式，但并没有什么实质效果。于是，保护​​的新方法 - 电装甲由此而生，根据保护方式的不同，分为主动和被动。当美国军队TACOM了两个全电方案是使用电动坦克装甲[3]。

1.2.3航空弹射器的应用程序

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