高壓強流放電開關管制造技術

高壓強流放電開關管，包括陽極和陰極，所述陽極和陰極之間還固定有導體材料制成的中間電極，所述中間電極與陽極和陰極之間均保持絕緣。優選的，所述陽極、陰極和中間電極均具有鏤空結構。與現有技術相比，本發明專利技術所述高壓強流放電開關管具有響應速度快，自擊穿電壓高、觸發電壓低、壽命長、性能穩定可靠的特點。

【技術實現步驟摘要】
高壓強流放電開關管
本專利技術屬于電子領域，涉及一種高壓強流放電開關管。
技術介紹
放電開關在醫療、能源、電力、核工業及核技術、航空航天等眾多領域中廣泛運用， 隨著脈沖功率技術等強電磁脈沖技術的發展，高能脈沖發生裝置將發揮越來越大的作用， 放電開關的電荷量轉移量及脈沖能量也在逐漸增加，要求放電開關應具備耐壓高、響應速度快、壽命長的特點。目前，常用的高壓放電開關主要有冷陰極觸發管、閘流管、氣體放電開關管等。各種放電開關通常都包括陽極，陰極和觸發極，其基本工作原理是，正常狀態下，開關管的陽極和陰極之間處于絕緣狀態，整個電流回路是斷開的，當需要接通電路時，在觸發電極上施加觸發脈沖電壓，引起陽極和陰極之間氣體擊穿放電，陰極和陽極導通。氣體放電開關具有承受電壓高、傳導電流大、穩定性高、等效電感和電阻小、工作電壓調整便利、結構簡單、造價低等諸多優點，在高電壓、大電流以及脈沖功率技術中得到了廣泛應用。氣體開關在導通時，開關間隙間產生強烈的電弧，電弧溫度隨開關氣壓、電場強度、通流大小等的不同會達到幾千甚至上萬攝氏度，對電極材料造成強烈的燒蝕作用，開關電極的燒蝕直接影響到開關的放電特性和使用壽命，為此，研制具有高耐受電壓、放電時延、電極燒蝕少及重復頻率高的開關器件，是當今電工學科研究的熱點和難點課題。如前所述，高壓放電開關普遍存在著如自擊穿電壓耐壓低、放電時產生的延時較大，響應速度低等各種不同的問題。
技術實現思路
為克服現有技術存在的陽極陰極之間自擊穿電壓低、壽命短的技術缺陷，本專利技術提供一種聞壓強流放電開關管。本專利技術所述高壓強流放電開關管，包括陽極和陰極，所述陽極和陰極之間還固定有導體材料制成的中間電極，所述中間電極與陽極和陰極之間均保持絕緣。優選的，所述中間電極包括至少壹個中間子電極，所述中間子電極在陽極和陰極之間間隔排列，且中間子電極之間、中間子電極與陽極和陰極之間均保持絕緣。優選的，所述中間電極與陽極和/或陰極之間的距離為I至6毫米。優選的，所述陽極、陰極和中間電極的中心軸線重合。優選的，所述陽極、陰極和中間電極均具有鏤空結構，各個電極的所述鏤空結構形狀相同，且中心軸線重合。優選的，所述鏤空結構的形狀包括但不限于圓形、橢圓形。進一步的，所述鏤空結構的鏤空面積占各個電極的最大橫截面面積比例為I 9Γ20%。 具體的，所述中間電極與陽極和陰極之間通過絕緣體固定。具體的，所述高壓強流放電開關管內部填充稀有氣體或氫氣。本專利技術在陽極與陰極之間增加一個額外的中間電極，中間電極與陰極、陽極之間絕緣，在外加電場作用下產生感應電位，有效的提高了開關的自擊穿電壓，與現有技術相比，具有響應速度快，自擊穿電壓高、觸發電壓低、壽命長、性能穩定可靠的特點。附圖說明圖1示出本專利技術一個具體實施例的實現方式；圖2示出本專利技術又一具體實施例的實現方式；圖3示出本專利技術所述鏤空結構的兩種具體實施方式的示意圖；各圖中附圖標記名稱為1.陽極2.中間電極3.陰極4.觸發極5.中間子電極 6.鏤空結構。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。本專利技術所述高壓強流放電開關管，包括陽極和陰極，所述陽極和陰極之間還固定有導體材料制成的中間電極，所述中間電極與陽極和陰極之間均保持絕緣。根據電學原理，在其他外界條件參數保持不變的情況下，相同的電極間絕緣距離具有相同的極間自擊穿電壓，本專利技術在陽極和陰極之間插入中間電極，中間電極由導體制成，保持中間電極與陽極，中間電極與陰極之前的安全絕緣距離，中間電極上將會感應出感應電位，由于各個電極之間具有安全的絕緣距離，提高陽極與陰極之間的電壓差，仍然可以保持中間電極與陰極、中間電極與陽極之間區域的電場強度不變，場強不變，但電場線長度增加，因此陽極陰極之間的電壓升高。從而提升陽極的自擊穿電壓。簡單增加陽極和陰極間的距離，雖然也可能提高陽極自擊穿電壓，但放電開關管的放電曲線會發生顯著變化，變得不適合使用。因此必須插入中間電極，在保證放電開關管放電特性的基礎上，提高陽極的自擊穿電壓。上述實施方式為本專利技術的基本實施例，為進一步增加陽極的自擊穿電壓，可以采用級聯形式增大陽極的自擊穿電壓。優選的，所述中間電極包括至少壹個中間子電極，所述中間子電極按照從陽極到陰極的方向間隔排列，且中間子電極之間和中間子電極與陽極和陰極之間均保持絕緣。中間子電極與中間子電極仍然保持安全的絕緣距離，多個中間子電極插入達到了延長電場線的效果，使得場強不變的情況下，陽極自擊穿電壓進一步增加。上述安全絕緣距離根據電極材料，絕緣介質和放電強度具體確定，優選的，選擇該距離為I至6毫米，可以增加陽極自擊穿電壓，同時放電開關管保持較好的放電特性。為進一步延長放電開關管的壽命，專利技術人對各個電極做了進一步改進。優選的，所述陽極、陰極和中間電極均具有鏤空結構；各個電極的所述鏤空結構形狀相同，且中心軸線重合。 氣體放電開關管氣體電離放電時，電子直接轟擊陽極，造成對電極的燒蝕，所述鏤空結構位于放電開關管放電路徑上各個電極的端面上，在將陰極、中間電極和陽極加工成鏤空結構以后，帶電粒子可以在極間導通，相當部分電子穿過電極的鏤空結構不再直接打在陽極上，這樣有效的避免了陽極的燒蝕，延長了器件的使用壽命。優選的，所述鏤空結構的形狀包括但不限于圓形、橢圓形。圓形，橢圓形等閉合平滑曲線不存在尖角區域，電場線不會在尖角區域集中造成尖角區域電壓過高，利于改善電場分布。鏤空形狀可以是位于各個電極中心位置的單個圓形或橢圓形，如圖3上半部分所示的單個橢圓，也可以是如圖3下半部分所示，鏤空部分為多個中心對稱的圓形或橢圓形構成。各電極鏤空面積占電極最大橫截面面積的比例設定需要綜合考慮，面積過大會破壞放電時電極間的電場結構，進而影響放電曲線，面積過小則對正電極的燒蝕現象克服不明顯，專利技術人經過反復試驗驗證，發現鏤空結構的鏤空面積占各個電極的最大橫截面面積比例為I %至20 %時效果較好。如圖2所示本專利技術一個具體實施例陽極和陰極之間的中間電極組包括多個中間子電極，第一個中間子電極與陽極之間，最末一個中間子電極與陰極之間，以及中間子電極之間采用絕緣體，如絕緣陶瓷進行隔離絕緣，絕緣陶瓷同時起到結構加強固定作用。放電開關管內填充氫氣或氬、氖、氪、氙等稀有氣體。中間子電極之間和中間子電極與陽、陰極之前距離為3毫米。中間子電極的材料為金屬材料，例如鎢或鑰合金，鏤空結構為圓形，鏤空面積比例為10%。測試結果如下表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高壓強流放電開關管，包括陽極（1）和陰極（3），其特征在于：所述陽極（1）和陰極（3）之間還固定有導體材料制成的中間電極（2），所述中間電極（2）與陽極（1）和陰極（3）之間均保持絕緣。

【技術特征摘要】
1.高壓強流放電開關管，包括陽極(I)和陰極(3)，其特征在于所述陽極(I)和陰極(3)之間還固定有導體材料制成的中間電極(2)，所述中間電極(2)與陽極(I)和陰極(3) 之間均保持絕緣。2.如權利要求1所述高壓強流放電開關管，其特征在于所述中間電極(2)包括至少壹個中間子電極(5)，所述中間子電極(5)在陽極(I)到陰極(3)之間間隔排列，且中間子電極之間、中間子電極與陽極和陰極之間均保持絕緣。3.如權利要求1所述高壓強流放電開關管，其特征在于所述中間電極(2)與陽極(I) 和/或陰極(3)之間的距離為I至6毫米。4.如權利要求1所述高壓強流放電開關管，其特征在于所述陽極(I)、陰極(3)和中間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林祖倫，
申請(專利權)人：成都創元電子有限公司，
類型：發明
國別省市：