[发明专利]一种用于微型脉冲等离子体推进器半导体火花塞的点火电路

权利要求书

1.一种半导体火花塞，用于微型脉冲等离子体推力器，其特征在于：该火花塞为间隙性火花塞，包括中心阳极，接地外壳，绝缘体和半导体涂层；中心阳极与接地外壳之间分别通过绝缘体绝缘隔离和半导体涂层放电；火花塞中心阳极上端为接线螺栓，通过螺栓与点火电路供电端正极相连，火花塞接地阴极下端为螺栓，通过螺栓与推力器阴极板相连，构成回路；

在点火端面，中心阳极与外层阴极之间装有环状、片式的半导体涂层，中心阳极与半导体涂层之间留有一定的装配间隙L，使得中心阳极可沿轴向滑动；装配间隙L参考周向膨胀量ΔR＝αRΔT的大小来确定，其中，α为热膨胀系数，R为中心阳极直径，ΔT为温度的变化量；

在非半导体涂层区域，在中心阳极与绝缘体之留有装配间隙L1。

2.根据权利要求1所述的半导体火花塞，其特征在于：所述绝缘体为绝缘陶瓷，所述绝缘陶瓷下端面采用环状片式半导体环封口。

3.一种半导体火花塞的点火系统，包括如权利要求1所述的半导体火花塞，其特征在于：还包括电源单元，点火启动单元；电源单元用来将卫星上的低压直流电源(V)转换为高压脉冲并对击穿触发电容(C4)、第一主储能电容(C1)、第二主储能电容(C2)、第三主储能电容(C3)充电；点火启动单元用来将击穿触发电容(C4)、第一主储能电容(C1)、第二主储能电容(C2)以及第三主储能电容(C3)的能量瞬间释放到火花塞。

4.根据权利要求3所述的一种半导体火花塞的点火系统，其特征在于：所述电源单元包括星载电源(V)和变压器(T1)；其中，星载电源(V)与变压器(T1)的初级线圈串联，变压器(T1)将星载电源(V)进行升压，变压器(T1)的次级线圈用作主电源提供给后级。

5.根据权利要求4所述的一种半导体火花塞的点火系统，其特征在于：所述点火启动单元包括击穿触发电容(C4)、第一主储能电容(C1)、第二主储能电容(C2)、第三主储能电容(C3)、隔离耦合电容(C5)、分压电阻(R1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)与第三二极管(D3)、第一开关(K1)、第二开关(K2)、开关晶体管(IGBT)、+5V点火电源及点火频率控制器(N)；其中，触发电路由+5V点火电源与点火频率控制器(N)串联组成；次级变压器(T2)的次级线圈与隔离耦合电容(C5)串联后与第二二极管(D2)串联；第一二极管(D1)与次级变压器(T2)的初级线圈并联后与第三二极管(D3)、开关晶体管(IGBT)串联，串联后再与击穿触发电容(C4)并联，并联后再与分压电阻(R1)串联，构成支路一；第一主储能电容(C1)、第二主储能电容(C2)、第三主储能电容(C3)并联，构成支路二；次级变压器(T2)的次级线圈与隔离耦合电容(C5)串联后再与火花塞(M)并联，并联后再与第二二极管(D2)串联，构成支路三；支路一、支路二、支路三并联，并联后再与变压器(T1)的次级线圈串联。