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氫閘流管 ZQM系列

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產(chǎn)品詳細(xì)說明

氫閘流管(Hydrogen Thyratron)產(chǎn)品介紹

1.氫閘流管的特點(diǎn)及應(yīng)用：

氫閘流管是一種熱陰極低氣壓氣體（氫氣或氘氣）放電器件，具有工作電壓高、脈沖電流大、點(diǎn)火迅速穩(wěn)定、觸發(fā)電壓低、重復(fù)頻率高、高可靠、效率高、重量輕、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于科研、軍事、醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域，其中包括激光器、雷達(dá)、脈沖調(diào)制器、醫(yī)用直線加速器、撬棒保護(hù)及其它電子儀器和設(shè)備。

2．氫閘流管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

氫閘流管主要有陰極、柵極、陽極和氫發(fā)生器（儲氫器）、陶瓷外殼五部分組成。基本結(jié)構(gòu)如圖所示。為了改善點(diǎn)火特性，減小點(diǎn)火延遲時(shí)間，有時(shí)還加一個(gè)預(yù)點(diǎn)火極，提供給柵極一個(gè)預(yù)電離源，稱四極管。當(dāng)工作電壓超過一定值后，則需疊加?xùn)艠O，做成雙間隙或多間隙氫閘流管，提高氫閘流管的工作電壓。翼片式陰極結(jié)構(gòu)是為了增加發(fā) 射面積，陰極熱屏是為了減小加熱功率，使溫度分布均勻，同時(shí)防止陰極材料濺散到柵極上。陽極和柵極的設(shè)計(jì)應(yīng)利于耐壓和散熱。氫發(fā)生器是氫閘流管特有的部件。它是一個(gè)金屬管殼，里面有加熱絲并充滿了鈦氫化合物粉末，管壁有孔隙。當(dāng)熱絲通電加熱時(shí)，鈦氫化合物粉末就分解而放出氫氣，氫氣由孔隙擴(kuò)散到氫閘流管內(nèi)的空間，并保證pd值位于帕邢曲線的左支。當(dāng)溫度冷卻后，氫氣通過孔隙又被吸進(jìn)去并形成鈦氫化合物，使管中維持高真空狀態(tài)。

3．氫閘流管的工作原理：

氫閘流管的工作過程是氣體由放電前的隔離高電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉烹姾蟮母邔?dǎo)電狀態(tài)過程，把脈沖時(shí)間間隔內(nèi)儲存的能量在脈沖瞬間轉(zhuǎn)換成強(qiáng)功率脈沖輸出。整個(gè)過程分三個(gè)階段進(jìn)行。在柵極未加觸發(fā)脈沖時(shí)，陽極與陰極之間的間隙隔離高電壓，處于絕緣狀態(tài)。陰極熱絲和氫發(fā)生器熱絲通電預(yù)熱后，陰極達(dá)到熱發(fā)射的工作溫度，陰極發(fā)射的電子積蓄在陰―柵之間。第一階段----柵極點(diǎn)火階段。當(dāng)柵極加觸發(fā)脈沖時(shí)，隨著柵壓升高，柵流逐漸增大。當(dāng)柵壓升高到氣體的電離電位時(shí)，柵陰空間開始產(chǎn)生電離，柵流繼續(xù)增大。當(dāng)柵流增大到柵極點(diǎn)火電流時(shí)，柵極開始點(diǎn)火，柵流明顯突增，柵壓迅速下降，柵陰空間開始放電，并形成等離子體。

第二階段---放電由柵極向陽極發(fā)展階段。隨著柵流的繼續(xù)增大，柵陰空間的等離子體濃度迅速增大并開始擴(kuò)散。擴(kuò)散到柵孔附近的電子在陽極電場的作用下穿過柵孔向陽極運(yùn)動(dòng)，引起柵陽空間的氣體電離，放電就由柵極發(fā)展到陽極。第三階段---整管擊穿階段（陽極到陰的放電階段）。柵陽空間放電后，陽極電流急劇增大，陽極電壓迅速下降，管子進(jìn)入擊穿放電階段。這時(shí)管壓降可以低到幾十到幾百伏，主要由陽極電流、陰極性能、氣體壓力和管子結(jié)構(gòu)等因素決定。只要維持陽極電壓高于管壓降，管內(nèi)就繼續(xù)維持放電。因?yàn)榈入x子體中大量的正離子屏蔽了柵極的負(fù)電場，柵極電壓的大小對陰極電流就沒有影響了，所以柵極就失去控制作用，柵極也就不具備關(guān)斷電流的能力。當(dāng)陽極電壓低到不足以維持放電時(shí)，放電就停止了，管內(nèi)出現(xiàn)消電離過程。這時(shí)陽極電流減小到零，陽極電壓又上升到起始值，陰陽極間又恢復(fù)到高電壓絕緣狀態(tài)。經(jīng)過消電離后，柵極才能恢復(fù)控制作用，然后重復(fù)上述過程。

4．主要電參數(shù)：

（1）預(yù)熱時(shí)間：閘流管能穩(wěn)定工作所需要的最短加熱時(shí)間。

（2）峰值正向陽極電壓：陽極對陰極的最大瞬時(shí)正電壓。

（3）峰值反向陽極電壓：陽極對陰極的最大瞬時(shí)負(fù)電壓。

（4）峰值陽極電流：陽極脈沖電流的最大瞬時(shí)值。

（5）平均陽極電流：陽極脈沖電流的平均值。

（6）陽極脈沖電流寬度：陽極脈沖電流上升和下降的瞬時(shí)值等于脈沖幅度的70%時(shí)所對應(yīng)的兩瞬間之間的時(shí)間間隔。

（7）最大脈沖功率：閘流管輸出的最大功率，其值為峰值正向陽極壓與脈沖電流乘積的一半。

（8）平均輸出功率：閘流管輸出的最大平均功率，為最大陽極電壓與最大平均電流乘積的一。

（9）陽極功率損耗系數(shù)：脈沖電流、陽極電壓和脈沖重復(fù)頻率三者的乘積，它表示管子允許的最大熱損耗。

（10）柵極點(diǎn)火和啟動(dòng)特性：在觸發(fā)脈沖幅度足夠時(shí)，柵陰點(diǎn)火時(shí)間隨觸發(fā)脈沖斜率的增大而縮短，并趨于一穩(wěn)定值，所以觸發(fā)脈沖斜率越大、幅值越大，點(diǎn)火時(shí)間就越短。在陽極電壓一定時(shí)，放電從柵極發(fā)展到陽極所需要的柵極電流必須大于啟動(dòng)電流。

5．氫閘流管典型應(yīng)用線路：

氫閘流管在雷達(dá)系統(tǒng)、加速器等電路中都是用作脈沖調(diào)制，其典型線路如下圖所示。調(diào)制器開始工作，閘流管處于截止?fàn)顟B(tài)。高壓電源通過充電電感和充電二極管對紡真線充電到額定值。當(dāng)柵極加上觸發(fā)脈沖后，閘流管導(dǎo)通。仿真線通過氫閘流管和脈沖變壓器放電，脈沖變壓器輸出一定脈寬，一定重復(fù)頻率的矩形脈沖。脈沖寬度取決于仿真線，重復(fù)頻率取決觸發(fā)脈沖的重復(fù)頻率。