ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ КОММУТИРУЮЩИЙ ПРИБОР С ИНВЕРСНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ОТВЕРСТИЙ В СЕТОЧНОМ УЗЛЕ

Полезная модель относится к газоразрядной технике, в частности к газоразрядным коммутаторам низкого давления тиратронного типа, и может быть использована в качестве коммутирующего прибора в генераторах высоковольтных импульсов для повышения коэффициента полезного действия, стабильности процесса обрыва тока и снижения времени выключения прибора.
2
Известен способ формирования высоковольтных импульсов, [1] в котором в качестве прерывателя тока используются импульсный водородный тиратрон с накаленным катодом и псевдоискровой разрядник, содержащие металлические электроды, расположенные в герметичной оболочке с газовым наполнением - анод, катодный узел и управляющую сетку. У классических тиратронов и псевдоискровых разрядников сетка выполняется в виде диска с несколькими отверстиями, расположенным со стороны анода, которые прикрыты экраном, выполненного также в виде диска с одним отверстием, расположенным со стороны катодного узла (Фиг. 1) [2]. Минимальная площадь сечения разрядного канала прилегает к отверстию экрана и составляет 94,25 мм. Величина перекрытия отверстий составляет 2 мм.
Недостатками использования таких приборов в режиме обрыва тока являются:
- большое время выключения;
- наличие большой временной нестабильности момента обрыва тока.
Из вышеперечисленного видно, что значительное влияние на работу приборов тиратронного типа в схеме с индуктивным накопителем энергии оказывает конструкция сеточного узла. Целью полезной модели является снижение времени выключения и временной нестабильности момента обрыва тока в газоразрядном коммутирующем приборе. Решение этой задачи обеспечивается введением в конструкцию газоразрядного коммутирующего прибора нового сеточного узла с инверсным расположением отверстий экрана и сетки.
Чертеж сеточного узла с инверсным расположением отверстий показан на Фиг. 2. В сетке прибора выполнено одно отверстие со стороны анода. Центры отверстий в экране сетки расположены на концентричных окружностях. Отверстия, принадлежащие к разным окружностям, радиально смещены друг относительно друга. Совокупная площадь отверстий экрана превышает площадь сеточного отверстия. Величина перекрытия отверстий экрана и сетки больше чем у классического тиратрона. Минимальная площадь сечения разрядного канала прилегает к отверстию в сетке.
Особенностью представленного газоразрядного прибора является то, что разрядный канал сужается по мере продвижения от экрана к сетке, достигая минимума площади своего сечения у отверстия сетки. Локализация процесса обрыва тока вблизи анода приводит к уменьшению количества заряженных частиц в остаточной плазме, находящейся в анодно-сеточной части коммутатора, что в свою очередь, приводит к снижению времени выключения. Сосредоточение процесса обрыва тока в области одного отверстия приводит к уменьшению величины временной нестабильности момента обрыва тока, так как сокращается количество возможных траекторий образования разрядного канала Относительно большое перекрытие обеспечивает более высокую электропрочность, но приводит к уменьшению пропускной способности прибора по току.
В предлагаемой конструкции на 30% увеличивается максимальное расстояние от плоскости экрана сетки со стороны катода до плоскости анода, по сравнению с классическим тиратроном. Это позволяет снизить рабочее давление в приборе [3], что приводит к уменьшению заряда переносимого через сеточный узел, необходимого для обрыва тока [4]. При снижении величины заряда переносимого через сеточный узел, необходимого для обрыва тока уменьшается время протекания тока через него, соответственно уменьшаются потери на проводимость, и растет коэффициент полезного действия схемы. Помимо этого, снижение рабочего давления позволяет уменьшить время выключения коммутатора за счет уменьшения исходной концентрации носителей в плазме [4].
Список литературы
1. Патент №2210180 С2, кл. Н03K 3/53.
2. Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны. М: Сов. радио. 1974
3. Райзер Ю.П. Физика газового разряда: Учеб. руководство для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит. 1992. 536 с.
4. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и тиратроном // ПТЭ. 2002. №2.