一种一体化弱光触发气体开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体化弱光触发气体开关，包括气体开关、触发元件和导通元件，所述气体开关与所述触发元件对应连接，所述触发元件与所述导通元件对应连接；所述导通元件为光导元件。本实用新型专利技术提供的一体化弱光触发气体开关，采用较低能量的激光触发，触发控制与高电压实现光电隔离；使用光纤传输触发光能，省去了复杂的准直和对光等操作，易于控制触发时刻，可用于大规模气体开关的同步或者异步触发；其触发回路直接从主回路或者气体开关电场中获取触发系统所需的电压和能量，无需外加触发充电电源，且导通元件触发激活所需的光能极少，仅需数十微焦的光能即可触发导通元件导通，大大减小光源体积。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化弱光触发气体开关
本技术涉及触发开关
，尤其是一种一体化弱光触发气体开关。
技术介绍
脉冲功率技术中的开关是脉冲功率装置的关键部件之一，其性能好坏直接影响脉冲功率装置的性能。高压气体开关是脉冲功率装置中最常用的开关，其常用触发方式为电脉冲触发和激光直接触发。电脉冲触发的优势是电路简单，成本较低，其缺点是触发源和高压电流源的体积较大，触发多路气体开关时系统体积和控制的复杂程度显著增加，多路输出同步性相对较差；激光直接触发的优势是开关同步性好，触发控制与高电压实现光电隔离等，其缺点是触发光源体积较大，激光采用视线传输，试验前需要准直和对光等调节。
技术实现思路
基于现有技术的上述缺陷，本技术实施例提供一种一体化弱光触发气体开关。一种一体化弱光触发气体开关，包括气体开关、触发元件和导通元件，所述气体开关与所述触发元件对应连接，所述触发元件与所述导通元件对应连接；所述导通元件为光导元件。在上述技术方案中，利用导通元件来控制气体开关触发极的电位：当触发元件满足预设条件后，导通元件导通，使气体开关触发极上产生与气体开关主间隙电压极性相反的触发脉冲，进而引起气体开关主间隙导通。优选地，所述光导元件为光导开关，所述光导开关处于非线性工作模式。所述光导开关处于非线性工作模式，所需触发光能仅为数微焦至数十微焦，无需大体积的触发光源即能触发所述光导开关导通。优选地，所述光导开关所需触发光能为1～100μJ。优选地，还包括光导触发源，所述光导触发源通过光纤向所述导通元件传送光能。光导触发光源可以通过一根光纤对一个导通元件传送光能以控制一个导通元件导通，从而触发一路气体开关；也可以通过多根光纤分别对多个导通元件传送光能而分别控制多个导通元件导通，从而触发多路气体开关。优选地，当所述触发元件电压达到预设值时，所述光导触发源激活所述导通元件进入导通状态。所述触发元件的电压会随着时间变化，通过调节触发元件的内部元件参数，可以改变触发元件所能达到的最大电压及达到最大电压的时刻，当触发元件达到设定电压后，所述光导触发源将通过光纤向所述导通元件传送光能，从而控制导通元件导通。优选地，所述触发元件与主回路电源对应连接。触发元件与气体开关和主回路电源连接，触发回炉可以直接从主回路或者气体开关电场中获取触发系统所需的电压和能量，无需为触发回路外加充电电源，可以减小开关系统体积和电路复杂程度。优选地，所述触发元件为一RC分压电路。通过调节RC分压电路的组成元件，调节触发元件的预设值。优选地，所述RC分压电路由高压臂电阻、触发储能电容和低压臂电阻组成，所述高压臂电阻、触发储能电容和低压臂电阻依次串联。通过选择合适的触发储能电容容量、高压臂电阻阻值和低压臂电阻阻值，调节触发元件的预设电压。优选地，所述高压臂电阻的一端与所述气体开关的高压极连接，另一端与所述触发储能电容的一极和所述导通元件的一极连接，所述触发储能电容的另一极与所述低压臂电阻的一极和所述气体开关的触发极连接，所述低压臂电阻的另一极与所述导通元件的另一极和所述气体开关的低压极连接。本技术实施例可实现的积极有益技术效果包括：1)本技术提供的一体化弱光触发气体开关，采用激光触发，触发控制与高电压实现光电隔离；使用光纤传输触发光能，省去了复杂的准直和对光等操作，易于控制触发时刻，可用于大规模气体开关的同步或者异步触发。2)本技术提供的一体化弱光触发气体开关，其触发回路直接从主回路或者气体开关电场中获取触发系统所需的电压和能量，无需外加充电电源，且导通元件触发激活所需的光能极少，仅需数十微焦的光能即可触发导通元件导通，大大减小光源体积。本技术的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本专利技术的原理。附图说明图1为本技术实施例中一体化弱光触发气体开关电路原理图。附图标记说明：1、主回路电源；2、主储能电容；3、气体开关；4、触发元件；41、高压臂电阻；42、触发储能电容；43、低压臂电阻；5、导通元件；6、光导触发源。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。现有技术的缺陷：高压气体开关现有两种常用的触发方式，分别是电脉冲触发和激光直接触发。电脉冲触发触发源和高压电流源的体积较大，当触发多路气体开关时系统体积和控制的复杂程度明显增加，且多路输出同步性相对较差；激光直接触发的触发光源体积较大，且触发所用激光采用视线传输，使用前需要进行准直和对光等调节操作。本专利技术要解决的技术问题：提供一种一体化弱光触发气体开关，采用激光触发，触发控制与高电压实现光电隔离；使用光纤传输触发光能，省去了复杂的准直和对光等操作，易于控制触发时刻，可用于大规模气体开关的同步或者异步触发，其触发回路直接从主回路或者气体开关电场中获取触发系统所需的电压和能量，无需外加充电电源，且导通元件触发激活所需的光能极少，仅需数十微焦的光能即可触发导通元件导通，大大减小光源体积。基础实施方式：如图1所示，一种一体化弱光触发气体开关，包括气体开关3、触发元件4和导通元件5，所述气体开关3与所述触发元件4对应连接，所述触发元件4与所述导通元件5对应连接；所述导通元件5为光导元件。在上述技术方案中，利用导通元件5来控制气体开关3触发极的电位：当触发元件4满足预设条件后，导通元件5导通，使气体开关3触发极上产生与气体开关3主间隙电压极性相反的触发脉冲，进而引起气体开关3主间隙导通。优选地，所述光导元件为光导开关，所述光导开关处于非线性工作模式。所述光导开关处于非线性工作模式，所需触发光能仅为数微焦至数十微焦，无需大体积的触发光源即能触发所述光导开关导通。优选地，所述光导开关所需触发光能为1～100μJ。示例性地，所示光导开关的触发光能可以为5μJ、25μJ、50μJ或者75μJ。优选地，还包括光导触发源6，所述光导触发源6通过光纤向所述导通元件5传送光能。光导触发光源6可以通过一根光纤对一个导通元件5传送光能以控制一个导通元件5导通，从而触发一路气体开关；也可以通过多根光纤分别对多个导通元件5传送光能而分别控制多个导通元件5导通，从而触发多路气体开关。优选地，当所述触发元件4电压达到预设值时，所述光导触发源6激活所述导通元件5进入导通状态。所述触发元件的电压会随着时间变化，通过调节触发元件4的内部元件，可以改变触发元件4所能达到的最大电压及达到最大电压的时刻，当触发元件4达到设定电压后，所述光导触发源6将通过光纤向所述导通元件5传送光能，从而控制导通元件5导通。优选地，所述触发元件4与主回路电源1对应连接。触发元件4与气体开关3和主回路电源1连接，触发回路可以直接从主回路或者气体开关电场中获取触发系统所需的电压和能量，无需为触发回路外加充电电源，可以减小开关系统体积和电路复杂程度。优选地，所述触发元件4为一RC分压电路。通过调节RC分压电路的组成元件，调节触发元件4的预设值。优选地，所述RC分压电路由高压臂电阻41、触发储能电容42和低压臂电阻43组成，所述高压臂电阻4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化弱光触发气体开关，其特征在于，包括气体开关、触发元件和导通元件，所述气体开关与所述触发元件对应连接，所述触发元件与所述导通元件对应连接；所述导通元件为光导元件。

【技术特征摘要】
1.一种一体化弱光触发气体开关，其特征在于，包括气体开关、触发元件和导通元件，所述气体开关与所述触发元件对应连接，所述触发元件与所述导通元件对应连接；所述导通元件为光导元件。2.根据权利要求1所述的一体化弱光触发气体开关，其特征在于，所述光导元件为光导开关，所述光导开关处于非线性工作模式。3.根据权利要求2所述的一体化弱光触发气体开关，其特征在于，所述光导开关所需触发光能为1～100μJ。4.根据权利要求1所述的一体化弱光触发气体开关，其特征在于，还包括光导触发源，所述光导触发源通过光纤向所述导通元件传送光能。5.根据权利要求4所述的一体化弱光触发气体开关，其特征在于，当所述触发元件电压达到预设值时，所述光导触发源激活所述导通元件进入导通状态。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：付佳斌，谢卫平，王凌云，曹龙博，冯传均，袁建强，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51