Pseudospark switch - Pseudospark switch

Den pseudospark switch , også kendt som en kold-katode thyratron grund af ligheder med regelmæssige thyratroner, er et gasfyldt rør i stand til høj hastighed skifte . Pseudospark-afbrydere svarer funktionelt til udløste gnisthuller .

Fordele ved pseudospark-switches inkluderer muligheden for at bære omvendte strømme (op til 100%), lav puls, høj levetid og en høj strømstigning på ca. 10 12 A / sek. Eftersom katoden ikke opvarmes før skift, er standbyeffekten desuden ca. en størrelsesorden lavere end i thyratroner. Imidlertid har pseudospark-switches uønskede plasmafænomener ved lave strømme. Spørgsmål som strømslukning, hakning og impedansudsving forekommer ved strømme mindre end 2-3 kA, mens der ved meget høje topstrømme (20-30 kA) opstår en overgang til en metaldampbue, der fører til erosion af elektroderne .

Konstruktion

En pseudospark-switches elektroder (katode og anode) har centrale huller, der er ca. 3 til 5 mm i diameter. Bag katoden og anoden ligger henholdsvis en hul katode og en hul anode. Elektroderne er adskilt af en isolator. Et lavt tryk (mindre end 50 Pa) "arbejdsgas" (typisk hydrogen ) er indeholdt mellem elektroderne.

Mens en pseudospark-switch generelt er ret enkel i konstruktionen, er det vanskeligere at konstruere en switch i højere levetid. En metode til at forlænge levetiden er at oprette en flerkanals-pseudospark-switch for at distribuere strømmen og som et resultat mindske erosionen. En anden metode er simpelthen at bruge katodematerialer, der er mere modstandsdygtige over for erosion.

Typiske elektrodematerialer inkluderer kobber , nikkel , wolfram / rhenium , molybdæn , tantal og keramiske materialer. Tantal kan dog ikke bruges sammen med brint på grund af kemisk erosion, der påvirker levetiden negativt. Af metallerne bruges wolfram og molybdæn almindeligt, selvom molybdænelektroder viser problemer med genantændelsesadfærd. Flere papirer, der sammenligner elektrodematerialer, hævder, at wolfram er den mest egnede af de testede metalelektroder. Nogle keramiske materialer, såsom siliciumcarbid og borcarbid, har også vist sig at være fremragende elektrodematerialer med lavere erosionshastigheder end wolfram i visse tilfælde.

Pseudospark udledning

I en pseudospark-afladning udløses først en sammenbrud mellem elektroderne ved at påføre en spænding. Gassen nedbrydes derefter som en funktion af tryk, afstand og spænding. En " ionisering lavine " forekommer derefter fremstille en homogen udledning plasma begrænset til de centrale områder af elektroderne.

De forskellige faser af en pseudospark-switch afladning.

I figuren ovenfor kan de forskellige faser af pseudosparkudladningen ses. Trin (I) er udløsende eller lavstrømsfase. Udledningerne i både trin (II), den hule katodefase og trin (III), borehulsfasen, er i stand til at bære strømme på flere hundrede ampere . Overgangen fra borehulsfasen til højstrømsfasen (IV) er meget hurtig, kendetegnet ved et pludseligt spring i switchimpedans. Den sidste fase (V) forekommer kun for strømme på flere 10 kA og er uvelkommen, da den resulterer i høje erosionshastigheder.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

  • Bochkov, V. (2009). "Prospective Pulsed Power Applications Of Pseudospark Switches". Proc. 17. IEEE International Pulsed Power Conference . 1 : 255–259.

eksterne links