两种典型结构的真空触发开关研究

摘要

真空触发开关(Triggered Vacuum Switch,TVS)是脉冲功率技术中一种重要的开关器件,应用于强激光和大功率微波电源,以及电磁发射技术等领域。真空触发开关由绝缘系统、一对主电极、一个触发极和一个金属屏蔽罩组成。真空触发开关的设计主要包括主电极结构以及触发极结构和材料。由于触发特性是TVS工作性能的一个重要因素,因此外触发回路的设计也应结合TVS的设计来进行。
　　本文设计并研究了两种典型结构的TVS,一种是平板型,一种是多棒极型。分别对两种TVS做了触发实验、通流实验和寿命实验。平板型TVS结构简单,触发电压较低,在小电流下性能较稳定,但大电流下工作性能下降,容易误触发,且电极烧蚀严重。多棒极型TVS在工作电压10 kV,导通电流100 kA的条件下能正常工作100多次,触发电压也能稳定在5 kV以上,触发时延抖动在5μs以内,性能良好。
　　本文研究了TVS的触发特性,设计了直接触发和间接触发两套触发系统,从触发极性、触发能量、触发电流的角度分析了各项参数对触发时延的影响。实验证实,采用正极性方式触发TVS,触发时延较小;触发能量越大,触发越小;触发电流越大,触发时延越小;直接触发系统作为TVS的触发源,其工作性能要优于间接触发系统。

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1 绪论

1.1 研究意义和目的

1.2 国内外现状

1.3 研究内容

2 真空触发开关原理和改进分析

2.1 真空触发开关原理分析

2.2 真空触发开关研究的技术参数

2.3 真空触发开关的改进分析

3 平板型TVS研究

3.1 引言

3.2 平板型TVS的实验研究

3.3 平板型TVS的缺陷及改进措施

3.4 本章小结

4 多棒极型TVS研究

4.1 引言

4.2 多棒极型TVS实验研究

4.3 触发结构的影响

4.4 本章小结

5 TVS的触发特性及触发装置

5.1 触发回路分析

5.2 TVS的触发特性

5.3 本章小结

6 全文总结

致谢

参考文献