Interruptor de pseudospark - Pseudospark switch

El interruptor de pseudochispa , también conocido como tiratrón de cátodo frío debido a las similitudes con los tiratrones regulares, es un tubo lleno de gas capaz de cambiar a alta velocidad . Los interruptores de pseudochispa son funcionalmente similares a los descargadores de chispas activados .

Las ventajas de los interruptores de pseudochispa incluyen la capacidad de transportar corrientes inversas (hasta el 100%), pulso bajo, vida útil alta y un aumento de corriente alto de aproximadamente 10 12 A / seg. Además, dado que el cátodo no se calienta antes de la conmutación, la potencia de reserva es aproximadamente un orden de magnitud menor que en los tiratrones. Sin embargo, los interruptores de pseudochispa tienen fenómenos de plasma no deseados a corrientes de pico bajas. Problemas como la extinción de la corriente, el corte y las fluctuaciones de impedancia ocurren con corrientes inferiores a 2-3 kA, mientras que con corrientes de pico muy altas (20-30 kA) se produce una transición a un arco de vapor metálico que conduce a la erosión de los electrodos .

Construcción

Los electrodos de un interruptor de pseudochispa (cátodo y ánodo) tienen orificios centrales de aproximadamente 3 a 5 mm de diámetro. Detrás del cátodo y el ánodo se encuentran un cátodo hueco y un ánodo hueco, respectivamente. Los electrodos están separados por un aislante. Entre los electrodos está contenido un "gas de trabajo" de baja presión (menos de 50 Pa) (normalmente hidrógeno ).

Si bien un interruptor de pseudochispa es generalmente de construcción bastante simple, diseñar un interruptor para una mayor vida útil es más difícil. Un método para extender la vida útil es crear un interruptor de pseudochispa multicanal para distribuir la corriente y, como resultado, disminuir la erosión. Otro método consiste simplemente en utilizar materiales de cátodo más resistentes a la erosión.

Los materiales típicos de los electrodos incluyen cobre , níquel , tungsteno / renio , molibdeno , tantalio y materiales cerámicos . El tantalio, sin embargo, no se puede usar con hidrógeno debido a la erosión química que afecta negativamente la vida útil. De los metales, el tungsteno y el molibdeno se usan comúnmente, aunque los electrodos de molibdeno muestran problemas con el comportamiento de reignición. Varios artículos que comparan los materiales de los electrodos afirman que el tungsteno es el más adecuado de los electrodos metálicos probados. Algunos materiales cerámicos como el carburo de silicio y el carburo de boro también han demostrado ser excelentes materiales para electrodos, con tasas de erosión más bajas que el tungsteno en ciertos casos.

Descarga de pseudochispa

En una descarga de pseudochispa, primero se desencadena una ruptura entre los electrodos aplicando un voltaje. Luego, el gas se descompone en función de la presión, la distancia y el voltaje. Un " ionización avalancha ", entonces se produce la producción de una descarga homogénea plasma confinado a las regiones centrales de los electrodos.

Las diversas fases de la descarga de un interruptor de pseudochispa.

En la figura anterior, se pueden ver las diversas etapas de la descarga de pseudochispa. La etapa (I) es la fase de activación o de baja corriente. Las descargas en ambas etapas (II), la fase de cátodo hueco, y la etapa (III), la fase de pozo, son capaces de transportar corrientes de varios cientos de amperios . La transición de la fase del pozo a la fase de alta corriente (IV) es muy rápida, caracterizada por un salto repentino en la impedancia del interruptor. La última fase (V) solo ocurre para corrientes de varios 10 kA y no es bienvenida ya que da como resultado altas tasas de erosión.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

  • Bochkov, V. (2009). "Aplicaciones prospectivas de energía pulsada de interruptores de pseudoschispa". Proc. 17ª Conferencia Internacional de Energía Pulsada del IEEE . 1 : 255-259.

enlaces externos