43、铁电发电机：原理、性能与影响因素解析

铁电发电机：原理、性能与影响因素解析

1. 铁电发电机 - 向量反转发生器（FEG - VIG）系统介绍

1.1 监测设备

在FEG - VIG系统中，使用Tektronix P6015A高压探头（上升时间4 ns，电阻100 MΩ，电容3 pF）直接连接到VIG的输出端，以监测爆炸驱动FEG - VIG系统的输出电压。所有脉冲信号则通过Tektronix TDS744A（带宽500 MHz，采样率2 GS/s）和Tektronix TDS2024（带宽200 MHz，采样率2 GS/s）示波器进行记录。

1.2 实验设置与性能测试

1.2.1 第一系列实验

• FEG参数 ：采用包含直径D = 27 mm、厚度h = 2.1 mm的PZT 52/48铁电陶瓷圆盘的FEG。在开路模式下，FEG产生的典型电压脉冲波形中，电动势（EMF）脉冲幅度Ug(t)max = 6.88 kV，半高宽（FWHM）为0.68 µs，上升时间τ = 0.81 µs。
• VIG参数 ：选用8匝的VIG，其以0.1 mm厚的电容器级聚四氟乙烯为电介质（宽度50.8 mm），0.05 mm厚的铜垫片为电容器导电板，缠绕在宽度为25.4 mm的铁磁芯棒（铁氧体2535）上。该VIG具有“矩形横截面”，电压效率在80 - 90%范围内，计算电容约为8.9 nF。
• 系统工作原理 ：爆炸驱动的FEG产生微秒脉冲对VIG进行脉冲充电。当充电电压超过VIG火花间隙的耐压阈值时，VIG在约6 ns（约