Pseudospark-omkopplare
Pseudospark -omkopplaren är ett gasfyllt rör som kan byta med hög hastighet . Pseudospark-omkopplare liknar funktionellt utlösta gnistgap .
Fördelarna med pseudospark-switchar inkluderar förmågan att bära backströmmar (upp till 100%), låg puls, lång livslängd och en hög strömökning på cirka 10 12 A / sek . Dessutom, eftersom katoden inte värms upp före omkoppling, standbyeffekten ungefär en storleksordning lägre än i tyratroner. Emellertid har pseudoparkomkopplare oönskade plasmafenomen vid låga toppströmmar. Frågor som strömsläckning, hackning och impedansfluktuationer uppstår vid strömmar mindre än 2–3 kA medan vid mycket höga toppströmmar (20–30 kA) uppstår en övergång till en metallångbåge som leder till erosion av elektroderna .
Konstruktion
En pseudospark-switchs elektroder (katod och anod) har centrala hål med en diameter på cirka 3 till 5 mm. Bakom katoden och anoden ligger en ihålig katod respektive en ihålig anod. Elektroderna är åtskilda av en isolator. En lågtrycks (mindre än 50 Pa) "arbetsgas" (typiskt väte ) finns mellan elektroderna.
Medan en pseudospark-omkopplare i allmänhet är ganska enkel i konstruktionen, är det svårare att konstruera en switch för längre livslängder. En metod för att förlänga livslängden är att skapa en flerkanalig pseudospark-switch för att fördela strömmen och som ett resultat minska erosionen. En annan metod är att helt enkelt använda katodmaterial som är mer motståndskraftiga mot erosion.
Typiska elektrodmaterial inkluderar koppar , nickel , volfram / rhenium , molybden , tantal och keramiska material. Tantal kan dock inte användas med väte på grund av kemisk erosion som påverkar livslängden negativt. Av metallerna används volfram och molybden ofta, även om molybdenelektroder visar problem med återantändningsbeteende. Flera papper som jämför elektrodmaterial hävdar att volfram är den mest lämpliga av de testade metallelektroderna. Vissa keramiska material som kiselkarbid och borkarbid har också visat sig vara utmärkta elektrodmaterial, med lägre erosionshastigheter än volfram i vissa fall.
Pseudospark urladdning
I en pseudoparkurladdning utlöses först ett genombrott mellan elektroderna genom att en spänning appliceras. Gasen bryts sedan ned som en funktion av trycket, avståndet och spänningen. En " joniseringslavin " inträffar sedan som producerar en homogen urladdningsplasma begränsad till de centrala områdena av elektroderna.
I figuren ovan kan de olika stadierna av pseudosparkurladdningen ses. Steg (I) är den triggande eller lågströmsfasen. Urladdningarna i både steg (II), den ihåliga katodfasen och steg (III), borrhålsfasen, kan bära strömmar på flera hundra ampere . Övergången från borrhålsfasen till högströmsfasen (IV) är mycket snabb, kännetecknad av ett plötsligt hopp i switchimpedansen. Den sista fasen (V) inträffar endast för strömmar på flera 10 kA och är ovälkommen eftersom den resulterar i höga erosionshastigheter.
Se även
Vidare läsning
- Christiansen, J.; Schultheiss, C. (1979). "Tillverkning av högströmspartikelstrålar genom lågtrycksgnisturladdningar". Zeitschrift für Physik A . 290 (1): 35–41. Bibcode : 1979ZPhyA.290...35C . doi : 10.1007/bf01408477 .
- Bochkov, V. (2009). "SN-seriens pseudospark-omkopplare fungerar helt utan permanent uppvärmning - nya möjligheter till användning" . Acta Physica Polonica A . 115 (6): 980–982. doi : 10.12693/APhysPolA.115.980 .
- Bochkov, V. (2009). "Prospektiva pulserande krafttillämpningar av Pseudospark-omkopplare". Proc. 17:e IEEE International Pulsed Power Conference . 1 : 255-259.
externa länkar
- Lapointe (red.). "Teori, konstruktion och användning av pseudospark-switchar" (personlig webbplats).