Pseudospark-bryter - Pseudospark switch

Den pseudospark bryter , også kjent som en kald-katode tyratron på grunn av likheten med vanlige tyratroner, er et gassfylt rør er i stand til høyhastighets svitsje . Pseudospark-brytere er funksjonelt lik utløste gnistgap .

Fordelene med pseudospark-brytere inkluderer muligheten til å føre omvendte strømmer (opptil 100%), lav puls, høy levetid og en høy strømstigning på ca. 10 12 A / sek. I tillegg, siden katoden ikke blir oppvarmet før bytte, er standbyeffekten omtrent en størrelsesorden lavere enn i tyratroner. Imidlertid har pseudospark-brytere uønskede plasmafenomener ved lave toppstrømmer. Problemer som strømslokking, hakking og impedansfluktuasjoner oppstår ved strømmer mindre enn 2-3 kA, mens det ved meget høye toppstrømmer (20-30 kA) oppstår en overgang til en metalldampbue som fører til erosjon av elektrodene .

Konstruksjon

En pseudospark-bryterelektroder (katode og anode) har sentrale hull som er omtrent 3 til 5 mm i diameter. Bak katoden og anoden ligger henholdsvis en hul katode og en hul anode. Elektrodene er atskilt med en isolator. Et lavtrykk (mindre enn 50 Pa) "arbeidsgass" (vanligvis hydrogen ) er inneholdt mellom elektrodene.

Mens en pseudospark-bryter generelt er ganske enkel i konstruksjonen, er det vanskeligere å konstruere en bryter for høyere levetid. En metode for å forlenge levetiden er å lage en flerkanals-pseudospark-bryter for å distribuere strømmen og som et resultat redusere erosjonen. En annen metode er å bare bruke katodematerialer som er mer motstandsdyktige mot erosjon.

Typiske elektrodematerialer inkluderer kobber , nikkel , wolfram / rhenium , molybden , tantal og keramiske materialer. Tantal kan imidlertid ikke brukes med hydrogen på grunn av kjemisk erosjon som påvirker levetiden negativt. Av metallene brukes wolfram og molybden ofte, selv om molybdenelektroder viser problemer med reignisjonsadferd. Flere papirer som sammenligner elektrodematerialer hevder at wolfram er den mest egnede av metallelektrodene som er testet. Noen keramiske materialer som silisiumkarbid og borkarbid har vist seg å være utmerkede elektrodematerialer også, med lavere erosjonshastigheter enn wolfram i visse tilfeller.

Pseudospark utslipp

I en pseudospark-utladning utløses først et sammenbrudd mellom elektrodene ved å påføre en spenning. Gassen brytes deretter ned som en funksjon av trykk, avstand og spenning. En " ionisering skred " opptrer da å frembringe en homogen utladningsplasma begrenset til de sentrale områder av elektrodene.

De forskjellige fasene av en pseudospark-bryterutladning.

I figuren over kan man se de forskjellige stadiene av pseudosparkutslipp. Stage (I) er utløsende eller lavstrømsfase. Utslippene i både trinn (II), den hule katodefasen og trinn (III), borehullsfasen, er i stand til å bære strømmer på flere hundre ampere . Overgangen fra borehullsfasen til høyspenningsfasen (IV) er veldig rask, preget av et plutselig hopp i bryterimpedans. Den siste fasen (V) forekommer bare for strømmer på flere 10 kA og er uvelkommen da den resulterer i høye erosjonshastigheter.

Se også

Referanser

Videre lesning

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

Eksterne linker