[实用新型]一种阵列微空心阴极放电触发的气体开关

摘要

本实用新型属于脉冲功率技术领域，具体为一种阵列微空心阴极放电触发的气体开关。开关结构主要包括：外绝缘筒、主电极、阵列微空心阴极放电发生器、气动接头、连接和加固部件等。阵列微空心阴极放电发生器作为开关的触发器，为阳极-介质层-阴极三层结构，其上通过激光打孔实现若干微孔阵列。发生器在脉冲电压作用下实现微空心阴极放电，利用阵列放电产生的大面积的高密度电子作为初始诱导电子，最终实现开关的击穿导通。由于触发器采用微等离子体放电实现，相较传统三电极场畸变和多极多通道开关的触发机制，触发电压低、触发所需能量小，有利于开关触发电源的小型化；同时多触发器多点的同步触发，可实现开关的多通道击穿导通，降低开关的导通电感。

主权项

 一种阵列微空心阴极放电触发的气体开关，其特征在于，包括：开关主电极及其连接件、外绝缘筒、阵列微空心阴极放电发生器和气路接头；其中：所述外绝缘筒形状为中空形圆筒，内壁用于安装开关主电极和阵列微空心阴极放电发生器，中间设有若干通孔，提供触发电源设备的电气连接的通道，以及气路通道，实现开关内部气压的控制；外壁有圆弧形曲线结构用来增加表面距离，防止开关爬电；所述开关主电极为上、下两个圆柱形电极，开关主电极连接件为两个，每个连接件分为圆盘和连接螺纹杆两部分，两个圆盘分别盖在外绝缘筒上、下两端，并用密封胶圈密封固定，同时作为开关与外部电路的电气连接；上、下两个圆柱形电极的一端部通过连接螺纹杆分别连接、固定于两个圆盘的中心部位，上、下两个圆柱形电极的另一端相对，形成主电极间隙，通过调整拧入连接螺纹杆的深度，可以灵活改变主电极间隙长短以适合不同电压要求的应用；所述阵列微空心阴极放电发生器作为开关的触发器，为“阳极‑介质层‑阴极”的三层圆柱结构，阴极在内层，为实心圆柱结构，圆柱后端部开孔并攻螺纹，用于与连接件的电气连接，阳极在外层，为空心圆柱结构，包裹在整个发生器外部，介质层在中间，将两部分隔离并实现电气绝缘；在圆柱形阳极前端部表面有若干激光钻孔实现的微孔，这些微孔贯穿阳极、介质层，并深入到阴极前端面内，形成微孔阵列；阵列微空心阴极放电发生器共有三个，其后端部固定在外绝缘筒内壁的中部区域，并在同一平面内呈120度角度分布；三个阴极后端部经由阴极引出电极引出外绝缘筒外，三个阳极前端部表面正对主电极间隙，使产生的等离子体在最短路径上被加速至主电极间隙，三个阳极后端部通过连接环相互连接，并经由引出电极引出外绝缘筒；所述气路接头采用快速气动接头，该气路接头共2个，为1个进气口接头，1个出气口接头，它们通过螺纹和密封圈固定在外绝缘筒中间部位。