Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Переключатель псевдоискровой , также известный как холодный катод тиратрон из - за сходства с регулярными тиратронами, является газонаполненной трубкой способна высокой скорости переключения . Псевдоискровые переключатели функционально аналогичны срабатывающим разрядникам .

К преимуществам псевдоискровых переключателей относятся способность передавать обратные токи (до 100%), малый импульс, большой срок службы и высокий ток нарастания примерно 10 12 А / сек. Кроме того, поскольку катод перед переключением не нагревается, мощность в режиме ожидания примерно на порядок ниже, чем у тиратронов. Однако псевдоискровые переключатели вызывают нежелательные плазменные явления при низких пиковых токах. Такие вопросы, как текущие закалки, измельчение и импеданс колебания возникают при токах менее 2-3 кИ в то время как при очень высоких пиковых токах (20-30 кИ) переход к дуге паров металла происходит что приводит к эрозии из электродов . [1]

Строительство [ править ]

Электроды псевдоискрового выключателя (катод и анод) имеют центральные отверстия диаметром примерно от 3 до 5 мм. За катодом и анодом расположены полый катод и полый анод соответственно. Электроды разделены изолятором. Между электродами находится «рабочий газ» низкого давления (менее 50 Па) (обычно водород ). [1]

Хотя псевдоискровый выключатель, как правило, довольно прост по конструкции, спроектировать выключатель для более длительного срока службы сложнее. Одним из способов продления срока службы является создание многоканального псевдоискрового переключателя для распределения тока и, как следствие, уменьшения эрозии. Другой метод - просто использовать катодные материалы, более устойчивые к эрозии. [1]

Типичные электродные материалы включают медь , никель , вольфрам / рений , молибден , тантал и керамические материалы. Однако тантал нельзя использовать с водородом из-за химической эрозии, отрицательно влияющей на срок службы. [2] Из металлов обычно используются вольфрам и молибден, хотя молибденовые электроды имеют проблемы с повторным зажиганием. [1] В нескольких статьях, в которых сравниваются электродные материалы, утверждается, что вольфрам является наиболее подходящим из испытанных металлических электродов. [2] Некоторые керамические материалы, такие как карбид кремния и карбид бора.также зарекомендовали себя как превосходные электродные материалы с более низкой скоростью эрозии, чем вольфрам в некоторых случаях. [3] [4]

Псевдоискровый разряд [ править ]

В псевдоискровом разряде пробой между электродами сначала возникает при приложении напряжения. Затем газ распадается в зависимости от давления, расстояния и напряжения. Затем возникает « ионизационная лавина », в результате чего возникает однородная разрядная плазма, ограниченная центральными областями электродов. [1]

Различные фазы разряда псевдоискрового переключателя.

На рисунке выше видны различные стадии псевдоискрового разряда. Стадия (I) - это фаза срабатывания или слаботочная фаза. Разряды как на стадии (II), фаза с полым катодом, так и на стадии (III), фаза скважины, способны выдерживать токи в несколько сотен ампер . Переход от скважинной фазы к сильноточной фазе (IV) происходит очень быстро и характеризуется внезапным скачком импеданса переключения. Последняя фаза (V) возникает только при токах в несколько десятков кА и нежелательна, поскольку приводит к высокой скорости эрозии. [1]

См. Также [ править ]

  • Игнитрон
  • Krytron
  • БТИЗ
  • Тиратрон

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f Урбан, Юрген; Франк, Клаус (2002). «Разработка тиратронов с холодным катодом для импульсных энергетических приложений». Протокол конференции двадцать пятого международного симпозиума по силовым модуляторам, 2002 и 2002 гг., Семинар по высоковольтным устройствам . Симпозиум по силовым модуляторам и семинар по высоковольтным устройствам. С. 217–220. DOI : 10.1109 / MODSYM.2002.1189455 . ISBN 978-0-7803-7540-6. ISSN  1076-8467 .
  2. ^ a b Prucker, U. (1998). «Электродная эрозия сильноточных псевдоискровых выключателей». Труды ИСДЭИВ. XVIIIth Международный симпозиум по сбросам и электрической изоляции в вакууме, 1998 . XVIII Международный симпозиум по разрядам и электроизоляции в вакууме, 1998 г. 1 . С. 398–401. DOI : 10,1109 / DEIV.1998.740653 . ISBN 978-0-7803-3953-8.
  3. ^ Вайссер, Вольфганг; Фрэнк, Клаус (2001). «Карбид кремния как электродный материал псевдоискрового выключателя». IEEE Transactions по науке о плазме . 29 (3): 524–528. Bibcode : 2001ITPS ... 29..524W . DOI : 10.1109 / 27.928951 .
  4. ^ Шванднер, А .; Christiansen, J .; Франк, К .; Хоффманн, DHH; Прукер, У. (1996). «Исследования карбидных электродов в сильноточных псевдоискровых выключателях». Труды XVII Международного симпозиума по разрядам и электрической изоляции в вакууме, ISDEIV 1996 . XVII Международный симпозиум по разрядам и электрической изоляции в вакууме, ISDEIV 1996. 2 . С. 1014–1017. DOI : 10,1109 / DEIV.1996.545519 . ISBN 978-0-7803-2906-5.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Christiansen, J .; Шультайс, К. (1979). «Получение сильноточных пучков частиц с помощью искровых разрядов низкого давления». Zeitschrift für Physik . 290 (1): 35–41. Bibcode : 1979ZPhyA.290 ... 35C . DOI : 10.1007 / bf01408477 .
  • Бочков, В. (2009). «Псевдоискровые выключатели серии SN, работающие полностью без постоянного нагрева - новые перспективы применения» . Acta Physica Polonica . 115 (6): 980–982. DOI : 10.12693 / APhysPolA.115.980 .
  • Бочков, В. (2009). «Перспективные импульсные энергетические применения псевдоискровых переключателей». Proc. 17-я Международная конференция по импульсной энергии IEEE . 1 : 255–259.

Внешние ссылки [ править ]

  • Lapointe (ред.). «Теория, конструкция и использование псевдоискровых выключателей» (персональный сайт).