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氢闸流管 ZQM系列

氢闸流管 ZQM系列
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产品详细说明

氢闸流管(Hydrogen Thyratron)产品介绍

1.氢闸流管的特点及应用:

  • 氢闸流管是一种热阴极低气压气体(氢气或氘气)放电器件,具有工作电压高、脉冲电流大、点火迅速稳定、触发电压低、重复频率高、高可靠、效率高、重量轻、体积小、使用方便等优点。广泛用于科研、军事、医疗和工业领域,其中包括激光器、雷达、脉冲调制器、医用直线加速器、撬棒保护及其它电子仪器和设备。

    2.氢闸流管的结构特点:

  • 氢闸流管主要有阴极、栅极、阳极和氢发生器(储氢器)、陶瓷外壳五部分组成。 基本结构如图所示。 为了改善点火特性,减小点火延迟时间,有时还加一个预点火极, 提供给栅极一个预电离源,称四极管。当工作电压超过一定值后,则需叠加栅极,做 成双间隙或多间隙氢闸流管,提高氢闸流管的工作电压。翼片式阴极结构是为了增加发 射面积,阴极热屏是为了减小加热功率,使温度分布均匀,同时防止阴极材料溅散到栅 极上。阳极和栅极的设计应利于耐压和散热。氢发生器是氢闸流管特有的部件。它是一个金属管壳,里面有加热丝并充满了钛氢化合物粉末,管壁有孔隙。当热丝通电加热时,钛氢化合物粉末就分解而放出氢气,氢气由孔隙扩散到氢闸流管内的空间,并保证pd值位于帕邢曲线的左支。当温度冷却后,氢气通过孔隙又被吸进去并形成钛氢化合物,使管中维持高真空状态。

    3.氢闸流管的工作原理:

  • 氢闸流管的工作过程是气体由放电前的隔离高电压状态转变为放电后的高导电状态过程,把脉冲时间间隔内储存的能量在脉冲瞬间转换成强功率脉冲输出。整个过程分三个阶段进行。在栅极未加触发脉冲时,阳极与阴极之间的间隙隔离高电压,处于绝缘状态。阴极热丝和氢发生器热丝通电预热后,阴极达到热发射的工作温度,阴极发射的电子积蓄在阴―栅之间。 第一阶段----栅极点火阶段。 当栅极加触发脉冲时,随着栅压升高,栅流逐渐增大。当栅压升高到气体的电离电位时,栅阴空间开始产生电离,栅流继续增大。当栅流增大到栅极点火电流时,栅极开始点火,栅流明显突增,栅压迅速下降,栅阴空间开始放电,并形成等离子体。

    第二阶段---放电由栅极向阳极发展阶段。随着栅流的继续增大,栅阴空间的等离子体浓度迅速增大并开始扩散。扩散到栅孔附近的电子在阳极电场的作用下穿过栅孔向阳极运动,引起栅阳空间的气体电离,放电就由栅极发展到阳极。第三阶段---整管击穿阶段(阳极到阴的放电阶段)。 栅阳空间放电后,阳极电流急剧增大,阳极电压迅速下降,管子进入击穿放电阶段。这时管压降可以低到几十到几百伏,主要由阳极电流、阴极性能、气体压力和管子结构等因素决定。只要维持阳极电压高于管压降,管内就继续维持放电。因为等离子体中大量的正离子屏蔽了栅极的负电场,栅极电压的大小对阴极电流就没有影响了,所以栅极就失去控制作用,栅极也就不具备关断电流的能力。当阳极电压低到不足以维持放电时,放电就停止了,管内出现消电离过程。这时阳极电流减小到零,阳极电压又上升到起始值,阴阳极间又恢复到高电压绝缘状态。经过消电离后,栅极才能恢复控制作用,然后重复上述过程。

    4.主要电参数:

  • (1)预热时间:闸流管能稳定工作所需要的最短加热时间。
  • (2)峰值正向阳极电压:阳极对阴极的最大瞬时正电压。
  • (3)峰值反向阳极电压:阳极对阴极的最大瞬时负电压。
  • (4)峰值阳极电流:阳极脉冲电流的最大瞬时值。
  • (5)平均阳极电流:阳极脉冲电流的平均值。
  • (6)阳极脉冲电流宽度:阳极脉冲电流上升和下降的瞬时值等于脉冲幅度的70%时所对应的两瞬间之间的时间间隔。
  • (7)最大脉冲功率:闸流管输出的最大功率,其值为峰值正向阳极压与脉冲电流乘积的一半。
  • (8)平均输出功率:闸流管输出的最大平均功率,为最大阳极电压与最大平均电流乘积的一。
  • (9)阳极功率损耗系数:脉冲电流、阳极电压和脉冲重复频率三者的乘积,它表示管子允许的最大热损耗。
  • (10)栅极点火和启动特性:在触发脉冲幅度足够时,栅阴点火时间随触发脉冲斜率的增大而缩短,并趋于一稳定值,所以触发脉冲斜率越大、幅值越大,点火时间就越短。在阳极电压一定时,放电从栅极发展到阳极所需要的栅极电流必须大于启动电流。

    5.氢闸流管典型应用线路:

  • 氢闸流管在雷达系统、加速器等电路中都是用作脉冲调制,其典型线路如下图所示。调制器开始工作,闸流管处于截止状态。高压电源通过充电电感和充电二极管对纺真线充电到额定值。当栅极加上触发脉冲后,闸流管导通。仿真线通过氢闸流管和脉冲变压器放电, 脉冲变压器输出一定脉宽,一定重复频率的矩形脉冲。脉冲宽度取决于仿真线,重复频率取决触发脉冲的重复频率。
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