[发明专利]高压强流放电开关管

说明书

技术领域

本发明属于电子领域，涉及一种高压强流放电开关管。 

背景技术

放电开关在医疗、能源、电力、核工业及核技术、航空航天等众多领域中广泛运用，随着脉冲功率技术等强电磁脉冲技术的发展，高能脉冲发生装置将发挥越来越大的作用，放电开关的电荷量转移量及脉冲能量也在逐渐增加，要求放电开关应具备耐压高、响应速度快、寿命长的特点。 

目前, 常用的高压放电开关主要有冷阴极触发管、闸流管、气体放电开关管等。各种放电开关通常都包括阳极，阴极和触发极，其基本工作原理是，：正常状态下，开关管的阳极和阴极之间处于绝缘状态，整个电流回路是断开的，当需要接通电路时，在触发电极上施加触发脉冲电压，引起阳极和阴极之间气体击穿放电，阴极和阳极导通。 

气体放电开关具有承受电压高、传导电流大、稳定性高、等效电感和电阻小、工作电压调整便利、结构简单、造价低等诸多优点，在高电压、大电流以及脉冲功率技术中得到了广泛应用。气体开关在导通时，开关间隙间产生强烈的电弧，电弧温度随开关气压、电场强度、通流大小等的不同会达到几千甚至上万摄氏度，对电极材料造成强烈的烧蚀作用，开关电极的烧蚀直接影响到开关的放电特性和使用寿命，为此，研制具有高耐受电压、放电时延、电极烧蚀少及重复频率高的开关器件，是当今电工学科研究的热点和难点课题。 

如前所述，高压放电开关普遍存在着如自击穿电压耐压低、放电时产生的延时较大，响应速度低等各种不同的问题。 

发明内容

为克服现有技术存在的阳极阴极之间自击穿电压低、寿命短的技术缺陷，本发明提供一种高压强流放电开关管。 

本发明所述高压强流放电开关管，包括阳极和阴极，所述阳极和阴极之间还固定有导体材料制成的中间电极，所述中间电极与阳极和阴极之间均保持绝缘。 

优选的，所述中间电极包括至少壹个中间子电极，所述中间子电极在阳极和阴极之间间隔排列，且中间子电极之间、中间子电极与阳极和阴极之间均保持绝缘。 

优选的，所述中间电极与阳极和/或阴极之间的距离为1至6毫米。 

优选的，所述阳极、阴极和中间电极的中心轴线重合。 

优选的，所述阳极、阴极和中间电极均具有镂空结构，各个电极的所述镂空结构形状相同，且中心轴线重合。 

优选的，所述镂空结构的形状包括但不限于圆形、椭圆形。 

进一步的，所述镂空结构的镂空面积占各个电极的最大横截面面积比例为1 %~20 %。 

具体的，所述中间电极与阳极和阴极之间通过绝缘体固定。 

具体的，所述高压强流放电开关管内部填充稀有气体或氢气。 

本发明在阳极与阴极之间增加一个额外的中间电极，中间电极与阴极、阳极之间绝缘，在外加电场作用下产生感应电位，有效的提高了开关的自击穿电压，与现有技术相比，具有响应速度快，自击穿电压高、触发电压低、寿命长、性能稳定可靠的特点。 

附图说明

图1示出本发明一个具体实施例的实现方式； 

图2示出本发明又一具体实施例的实现方式；

图3示出本发明所述镂空结构的两种具体实施方式的示意图；

各图中附图标记名称为：1.阳极 2.中间电极 3. 阴极 4.触发极 5.中间子电极 6.镂空结构。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。 

本发明所述高压强流放电开关管，包括阳极和阴极，所述阳极和阴极之间还固定有导体材料制成的中间电极，所述中间电极与阳极和阴极之间均保持绝缘。 

根据电学原理，在其他外界条件参数保持不变的情况下，相同的电极间绝缘距离具有相同的极间自击穿电压，本发明在阳极和阴极之间插入中间电极，中间电极由导体制成，保持中间电极与阳极，中间电极与阴极之前的安全绝缘距离，中间电极上将会感应出感应电位，由于各个电极之间具有安全的绝缘距离，提高阳极与阴极之间的电压差，仍然可以保持中间电极与阴极、中间电极与阳极之间区域的电场强度不变，场强不变，但电场线长度增加，因此阳极阴极之间的电压升高。从而提升阳极的自击穿电压。 

简单增加阳极和阴极间的距离，虽然也可能提高阳极自击穿电压，但放电开关管的放电曲线会发生显著变化，变得不适合使用。因此必须插入中间电极，在保证放电开关管放电特性的基础上，提高阳极的自击穿电压。 

上述实施方式为本发明的基本实施例，为进一步增加阳极的自击穿电压，可以采用级联形式增大阳极的自击穿电压。