[发明专利]基于串联式气体放电管高压脉冲功率开关的放电单元

说明书

本发明属于火工品领域，具体涉及一种基于串联式气体放电管高压脉冲功率开关的放电单元。包括串联式气体放电管高压脉冲功率开关，PCB线路板，集成爆炸箔起爆器以及脉冲功率电容；串联式气体放电管高压脉冲功率开关、集成爆炸箔起爆器和脉冲功率电容以串联的形式集成在PCB线路板上。本发明的将技术成熟、价格低廉的放电管以串联的方式制作成脉冲功率开关并将其应用于脉冲功率领域，可以降低脉冲功率开关的成本，同时将开关、爆炸箔起爆器和高压脉冲电容集成在PCB板上，可以缩短放电回路、提高能量利用率。

技术领域

本发明属于火工品领域，具体涉及一种基于串联式气体放电管高压脉冲功率开关的放电单元。

背景技术

脉冲功率技术是一种使用高电压、大电流、高功率的短脉冲技术。一般说来，脉冲功率装置包括初级能源、中间储能和脉冲形成系统、开关转换系统、测量系统和负载。其形成过程是：首先经过慢储能，使初级能源具有足够的能量；其次，向中间储能和脉冲形成系统注入能量；再次，能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化，等某些复杂过程之后，最后快速释放给负载，脉冲放电时在负载上的功率在10⁶W以上。

高压开关的性能对脉冲的上升时间、幅值有着重要的影响。高压开关的闭合速度是其中最重要的性能要求，表明了允许脉冲电流通过的能力，高压开关的电阻和电感则决定了其性能，低阻抗、低感抗的高压开关带来的能量损失更小，因此，高压开关在脉冲功率系统中占有特殊的地位。

高压开关是爆炸箔起爆器系统的关键组件，直接决定着起爆回路的输出特性，影响起爆器的发火性能。目前国内外主要使用的是立体式火花隙三电极结构的气体开关和真空开关、IGBT、MCT半导体开关。IGBT和MCT半导体开关工作电压上限低(MCT开关的工作电压小于1400V)，工作温度上限低，漏电电流大且响应速度慢。而立体式火花隙三电极结构的气体开关和真空开关价格很高，不利于在低成本领域使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于串联式气体放电管高压脉冲功率开关的放电单元。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于串联式气体放电管高压脉冲功率开关的放电单元，包括串联式气体放电管高压脉冲功率开关，PCB线路板，集成爆炸箔起爆器以及脉冲功率电容；

所述串联式气体放电管高压脉冲功率开关、集成爆炸箔起爆器和脉冲功率电容以串联的形式集成在PCB线路板上。

进一步的，所述串联式气体放电管高压脉冲功率开关是将两个不同击穿电压的封闭式气体放电管用串联的方式焊接起来，两端的引线作分别为阳电极和阴电极，两个放电管中间引一根导线作为触发电极；通过在触发电极和高击穿电压气体管之间加上触发电压，使得开关导通。

进一步的，所述每个放电管包括两个电极，陶瓷管壳和封装在陶瓷管壳内的惰性气体；所述惰性气体是氩气或者氖气，所述阳电极、触发电极和阴电极为纯铁电极。

进一步的，所述PCB线路板上设有第一焊盘，第二焊盘和第三焊盘，PCB线路板布线的线路从第三焊盘开始，以串联方式依次经过第二焊盘、第一焊盘，最后回到第三焊盘的另一极。

进一步的，所述串联式气体放电管高压脉冲功率开关位于PCB线路板上第一焊盘处，其阳电极、触发电极和阴电极穿过通孔，焊接到第一焊盘上。

进一步的，所述集成爆炸箔起爆器位于PCB线路板上第二焊盘处，通过集成爆炸箔起爆器两端的焊盘压焊于第二焊盘两端；所述第二焊盘存在于PCB线路板的两侧，两侧的焊盘是相通的，当进行电性能及测速试验时，爆炸箔起爆器焊接在PCB线路板上器件一侧的焊盘上，以便于试验时位置调整与观察；当进行起爆试验时，将爆炸箔起爆器焊接在PCB线路板上器件反侧的焊盘上。

进一步的，所述脉冲功率电容位于PCB线路板第三焊盘处，通过第三焊盘焊接入PCB线路板。