封闭式双间隙伪火花开关的触发及导通特性

• 作者: 申赛康 闫家启 孙国祥 丁卫东 曹关平 方春光
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 伪火花开关 触发时延 抖动 电压下降速率 电流淬灭
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 高压放电与等离子体应用专题|Special Issue on Applications of High-voltage Discharge and Plasmas
• 页码范围: 855-864
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20201702

摘要

伪火花开关是一种工作于巴申曲线左半支的低气压脉冲放电开关,具备耐受电压高、通流能力大、工作范围宽、寿命长、抖动低等优点,在脉冲功率装置中具有非常大的应用前景.为此研制了一款封闭式的双间隙伪火花开关,采用陶瓷-金属焊接密封方式,由改进型雪崩三极管纳秒脉冲电源和高介BaTiO3陶瓷触发单元构成沿面放电式触发系统,触发稳定性极高.围绕伪火花开关的放电特性,主要研究了触发能量、阳极电压和工作气压对开关触发时延、抖动以及电压下降速率的影响规律.试验结果表明,触发系统极高的触发稳定性为伪火花开关触发时延抖动的降低提供了保障,最终可在间隙距离2.5 mm的开关中将触发抖动降低至1 ns以下;伪火花开关的电压下降速率受超密集辉光放电阶段发展过程的影响,而与空心阴极内部的过程无关,因此只受到阳极电压和工作气压的影响.此外,还分析了伪火花开关导通过程中电流过零点后发生淬灭的原因可能是开关阳极附近电子的产生速率低于消耗速率,使得反向放电通道的建立过程受阻,并采取了相应措施进行改善.