Импульсный газоразрядный прибор Советский патент 1982 года по МПК H01J17/44 

1

Изобретение относится к газоразрядной технике, а именно к импульсным газоразрядным приборам с сеточным управлением моментами включения

и выключения коммутируемого.тока без снятия анодного напряжения, предназначенным для использования в раз-.; личных радиотехнических устройствах.

Известны газоразрядные импульсные приборы, например таситроны, в которых с помощью густой мелкоструктурной сетки осуществляется управление моментами включения и выключения коммутируемого тока без снятия анодного напряжения t.1 J

Недостатками известных приборов являются ограниченная величина выгключаемого тока, длительное время его выключения и большая мощность управления. Это связано с тем, что при экономически оправданной и практически обеспечиваемой мощности управления в указанном приборе невозможно быстрое приложение к сетке отрицательного запирающего напряжения, достаточного для гашения сильноточного разряда, поскольку возникаю14ий в период гашения разряда большой ионный ток сетки создает на выходном сопротивлении источника сигнала положительное напряжение, компенсирующее отрицательное запирающее смещение.

Наиболее близким к предлагаемому

10 .является импульсный газоразрядный прибор, содержащий анод, -катод с экраном, управляющую сетку и.коммутирующее устройство, выполненное . в виде вспомогательных сеток и анода.

15 В этом устройстве между управляющей . сеткой и вспомогательным агюдом включен внешний конденсатор, что позволяет снизить время га1вения разряда

20 и мощность управления на несколько порядков сравнения с таситроном

Однако недостатком прибора является возрастание времени гашения разряда в сильноточном режиме из-за значительной индуктивности цепи всп могательный анод - внешний конденсатор - управляющая сетка. Цель изобретения - снижение врем ни гашения разряда в приборе в силь ноточном режиме. Цель достигается тем, что управл щая сетка, вспомогательные анод и сетка выполнены с цилиндрическими участками, причем указанные участки управляющей сетки, вспомогательных анода и сетки охватывают соответств но цилиндрические участки вспомогательного анода, вспомогательной сет и экран; экран выполнен с отверстия на поверхности, обращенной к поверх ности вспомогательной сетки, а пространство между цилиндрическими уча ками вспомогательного анода и управ ляющей сетки заполнено диэлектриком На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - вариант схемы его включения. Устройство содержит анод 1, управляющую сетку 2 чашеобразной формы, катод 3 с цилиндрическим экраном k, а также гасящее устройство содержащее цилиндрический анод 5 расположенный внутри управляющей сетки коаксиально ее внутренней не рабочей цилиндрической поверхности вспомогательную сетку 6 в виде цилиндрической поверхности, закрытыми мелкоструктурным сеточным по лотном, 7 и расположенными против отверстий катодного экрана. Пространство между внутренней нерабочей поверхностью цилиндрической сетки 2 и анодом 5 заполнено диэлектриком 8 с высоким значением диэлектрической проницаемости. Указанный диэлектрик 8 может быть расположен между электродами 2 и 5 и с внешней стороны оболочки прибора. Функционально прибор можно рассматривать состоящим из коммутирующей части, содержащей анод 1, сетку 2, катод 3 экран k, и гасящего устройства, содержащего анод 5 сетку 6 и дополнительный конденсатор, образованный элементами 2,5 и 8. Прибор работает следующим образомВ исходном состоянии (фиг. 2} прибор заперт по сеткам 2 и 6 отрицатбЛ1 ным напряжением Есм приложенным через резисторы Яа.и Из,. На аноды 1 и 5 подается положительное напряжение от источника Е. С приходом положительного управляющего сигнала ( сетку 2 чер,ез элемент развязки RIмежду анодом 1 и катодом 3 с экраном А возникает разрядный ток. Конденсатор О, , образованный элементами 2,5 и 8 (фиг.1 и конденсатор С, находящийся вне прибора, заряжены в исходном состоянии до разности потенциалов ( ЕЛ, + ).. Зта разность потенциалов сохраняется и в период прохождения тона через коммутирующую часть прибора по цепи EQ - анод 1, катод 3 с экраном t, так как прибор остается запертым по аноду 5 отрицательным смещением на .сетке 6. После окончания управляющего сигнала Ugj на сетке 2 ток через коммутирующую часть прибора не прекращается, так как отрицательное напряжение компенсируется падением напряжения от ионного тока сетки 2 на большом сопротивлении .развязки R, включенном во внешнюю цепь между сеткой 2 и источником управляющих сигналов lJex.j. Возникающая внутри цилиндрического катодного экрана k (фиг.1) плазма разряда граничит с сеткой 6 гасящего устройства, и после прихода на сетку 6 управляющего положительного сигнала (/у,(фиг.2) происходит пробой промежутка анод 5 сетка 6. Пробой указанного промежутка происхо; дит за очень малое время, так как время развития разряда в цепи анода 5 фактически равно нулю благодаря наличию плазмы сформированной основным током и сравнительно высокому потенциалу анода 5 гасящего устройства. При этом обкладки конденсаторов, Си Cj., соединенные с анодом 5 гасящего устройства, приобретают потенциал плазмы, а обкладки этих- же конденсаторов, соединенные с управляющей сеткой 2, оказываются- под отрицательным потенциалом (Ед+ /ЕСМ/относительно плазмы, что приводит к гашению разряда. Необходимую для этого величину (Eq+ /Ес(у) устанавливают регулируемыми источниками Е Q и ЕС Поскольку в предлагаемой конструкции прибора паразитная индуктив ность цепи: анод 5 емкость С,- г.етка 2, условно обозначенная на схеме, как U. зашунтирована внутренней емкостью Ц, скорость приложения отрицательного напряжения C oj+/ЕСЛЛ/ управляющей сетке 2 в момент отпирания гасящего уст ройства оказывается очень высокой. Это и приводит к резкому уменьшению времени гашения сильноточного разряда.

Схема на фиг.2 представляет собой вариант модулятора с индуктивным накопителем энергии. В период .высокоскоростного гашения сильноточного разряда на индуктивности U возникает высоковольтный импульс напряжения и gibix поступающий через разделительную емкость С на нагрузку Я,, и равный

j ЬчЬгощх

где Dcd амплитуда тока в цепи U-j и анода 1 в момент времени, предшествующий гашению разряда;

ГСЛШ время гашения тока После окончания управляющего импульса Ug«-Ha сетке 6 гасящего уст- ройства прекращается ток в цепи анода 5- На этом заканчивается рабочий цикл прибора. Прибор обладает многократностью действия.

Как показывают испытания, предлагаемый прибор позволяет значительно уменьшить время гашения разряда в сильноточном режиме (при токах порядка тысяч ампер)в газоразрядных импульрных приборах с сеточным управлением и прерыванием тока без снятия анодного напряжения.

Наиболее эффективно применение при бора в устройствах с индуктивными накопителями энергии, что позволяет значительно увеличить уровень их выходной мощности, коэффициент полезного действия и улучшить объемно-весовые характеристики аппаратуры.

Формула изобретения

Импульсный газоразрядный прибор, содержащий анод, катод с экраном, управляющую сетку и коммутирующее устройство, выполненное в виде вспомогательных сетки и анода, о т л и- чающийся тем, что, с целью снижения времени гашения разряда в приборе в сильноточном режиме, управляющая сетка, вспомогательные -анод и сетка выполнены с цилиндрическими участками, причем указанные участки управляющей сетки, вспомогательных анода и сетки охватывают соответственно цилиндрические участки .. вспомогательного анода, вспомогательной сетки и экран,экран выполнен с отверстиями на поверхности.обращенной к поверхности вспомогательной сетки,а пространство между цилиндрическими участками вспомогательного анода и управляющей сетки заполнено диэлектриком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Герен А.И. и др. Мощные металлокераМические таситроны. Радиотехьмка, 1973, № 3.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2057801/25 31.05-7.

кл. н 01 J / (прототип).