CN107452531B - 一种高重复频率的高压脉冲源主开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高重复频率的高压脉冲源主开关。本发明的高压脉冲源主开关包括阳极体、主开关下体、绝缘体、主开关后盖、同心环状散热装置、冷却装置、抽气阀门、阴极电极和阳极电极；通过抽气阀门向空腔中充满氮气，阳极体接高电压正极，主开关后盖接地，因此在阳极电极和阴极电极间产生电势差，击穿两电极间的氮气，生成大量等离子体；该过程释放大量热量，通过阴极电极将热量传至同心环状散热装置，再经过冷却装置冷却，保证了两电极间的温度稳定性，从而提升了高压脉冲源主开关的工作频率。

Description

一种高重复频率的高压脉冲源主开关
技术领域
本发明涉及高压脉冲源主开关技术，具体涉及一种高重复频率的高压脉冲源主开关。
背景技术
高压脉冲源在军事和民用领域均有广泛应用，主开关是高压脉冲源中重要的组成部件，主开关工作时两电极间施加极高的电压，高电压梯度导致两电极间的气体击穿，生成大量等离子体。该过程产生大量热量，造成电极间气体温度升高，影响开关稳定性。现有高压脉冲源由于该效应影响，造成开关工作频率低，稳定性差等特点。
发明内容
针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种高重复频率的高压脉冲源主开关。
本发明的高重复频率的高压脉冲源主开关包括：阳极体、主开关下体、绝缘体、主开关后盖、同心环状散热装置、冷却装置、抽气阀门、阴极电极和阳极电极；其中，圆柱体形状的阳极体的轴为中心轴；在阳极体外设置与阳极体共轴的环状的主开关下体；在阳极体与主开关下体之间设置环状的绝缘体；阳极体、绝缘体和主开关下体均为回转体且共轴，三者的前表面位于一个平面上，连接成一个整体形成前体结构；在前体结构的后表面设置回转体的主开关后盖，主开关后盖与前体结构共轴；在主开关后盖的中心开设圆形的孔洞，在孔洞上设置同心环状散热装置；同心环状散热装置包括多个同心的环形散热片，主开关后盖与同心环状散热装置连接成一个整体形成后体结构；后体结构与前体结构围成密封结构的空腔；在主开关后盖上开设有抽气孔，在抽气孔上设置抽气阀门；在同心环状散热装置的后表面设置有冷却装置，在同心环状散热装置的前表面且位于中心轴上设置有阴极电极；在阳极体的后表面且位于中心轴上与阴极电极相对设置有阳极电极；通过抽气阀门向空腔中充满氮气，阳极体接高电压正极，主开关后盖接地，因此在阳极电极和阴极电极间产生电势差，击穿两电极间的氮气，生成大量等离子体；该过程释放大量热量，通过阴极电极将热量传至环状散热片，再经过冷却装置冷却，保证了两电极间的温度稳定性，从而提升高压脉冲源主开关的工作频率。
通过抽气阀门向空腔中充满氮气，使得空腔内的氮气达到十兆帕以上；阳极体接高电压，使得阳极电极获得高达十万伏至百万伏的正电压偏置；阳极电极和阴极电极间产生电势差为十万伏至百万伏。
冷却装置采用风扇，或者是带压缩机的液体循环装置。
同心环状散热装置采用多层同心的薄层的环形散热片，相邻的环形散热片之间有间隙，环形散热片间的间隙是环形散热片的厚度的2～5倍；环形散热片的厚度为0.5mm～2mm；环形散热片的高度为厚度的5～50倍。环形散热片的材料采用热的良导体材料即高导热率材料，例如金属。厚度为沿径向方向，高度为沿轴向方向。
本发明的优点：
本发明的高压脉冲源主开关包括阳极体、主开关下体、绝缘体、主开关后盖、同心环状散热装置、冷却装置、抽气阀门、阴极电极和阳极电极；通过抽气阀门向空腔中充满氮气，阳极体接高电压正极，主开关后盖接地，因此在阳极电极和阴极电极间产生电势差，击穿两电极间的氮气，生成大量等离子体；该过程释放大量热量，通过阴极电极将热量传至同心环状散热装置，再经过冷却装置冷却，保证了两电极间的温度稳定性，从而提升高压脉冲源主开关的工作频率。
附图说明
图1为本发明的高重复频率的高压脉冲源主开关的剖面图；
图2为本发明的高重复频率的高压脉冲源主开关的附视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1和2所示，本实施例的高重复频率的高压脉冲源主开关包括：阳极体400、主开关下体200、绝缘体300、主开关后盖100、同心环状散热装置101、冷却装置600、抽气阀门500、阴极电极102和阳极电极401；其中，圆柱体形状的阳极体400的轴为中心轴；在阳极体400外设置与阳极体400共轴的环状的主开关下体200；在阳极体400与主开关下体200之间设置环状的绝缘体300；阳极体400、绝缘体300和主开关下体200均为回转体且共轴，三者的前表面位于一个平面上，连接成一个整体形成前体结构；在前体结构的后表面设置回转体的主开关后盖100，主开关后盖100与前体结构共轴；在主开关后盖100的中心开设圆形的孔洞，在孔洞上设置同心环状散热装置101，同心环状散热装置101包括多个同心的环形散热片，主开关后盖100与环形散热片连接成一个整体形成后体结构；后体结构与前体结构围成密封结构的空腔；在主开关后盖100上开设有抽气孔，在抽气孔上设置抽气阀门500；在同心环状散热装置101朝向外部的后表面设置有冷却装置600，在同心环状散热装置101朝向内部空腔的前表面设置有阴极电极102；在阳极体400朝向内部空腔的后表面设置有阳极电极401。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种高频率的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述高压脉冲源主开关包括：阳极体、主开关下体、绝缘体、主开关后盖、同心环状散热装置、冷却装置、抽气阀门、阴极电极和阳极电极；其中，圆柱体形状的阳极体的轴为中心轴；在阳极体外设置与阳极体共轴的环状的主开关下体；在阳极体与主开关下体之间设置环状的绝缘体；所述阳极体、绝缘体和主开关下体均为回转体且共轴，三者的前表面位于一个平面上，连接成一个整体形成前体结构；在前体结构的后表面设置回转体的主开关后盖，主开关后盖与前体结构共轴；在主开关后盖的中心开设圆形的孔洞，在孔洞上设置同心环状散热装置；所述同心环状散热装置包括多个同心的环形散热片，主开关后盖与同心环状散热装置连接成一个整体形成后体结构；所述后体结构与前体结构围成密封结构的空腔；在主开关后盖上开设有抽气孔，在抽气孔上设置抽气阀门；在同心环状散热装置的后表面设置有冷却装置，在同心环状散热装置的前表面且位于中心轴上设置有阴极电极；在阳极体的后表面且位于中心轴上与阴极电极相对设置有阳极电极；通过抽气阀门向空腔中充满氮气，阳极体接高电压正极，主开关后盖接地，因此在阳极电极和阴极电极间产生电势差，击穿两电极间的氮气，生成大量等离子体；该过程释放大量热量，通过阴极电极将热量传至环状散热片，再经过冷却装置冷却，保证了两电极间的温度稳定性，从而提升高压脉冲源主开关的工作频率。
2.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，通过抽气阀门向空腔中充满氮气，使得空腔内的氮气达到十兆帕以上。
3.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述阳极体接高电压，使得阳极电极获得高达十万伏至百万伏的正电压偏置。
4.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述阳极电极和阴极电极间产生电势差为十万伏至百万伏。
5.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述冷却装置采用风扇，或者是带压缩机的液体循环装置。
6.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述同心环状散热装置采用多层同心的薄层的环形散热片，相邻的环形散热片之间有间隙，环形散热片间的间隙是环形散热片的厚度的2～5倍。
7.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述环形散热片的厚度为0.5mm～2mm。
8.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述环形散热片的高度为厚度的5～50倍。
9.如权利要求1所述的高压脉冲源主开关，其特征在于，所述环形散热片的材料采用热的良导体材料即高导热率材料。
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