低电压降的交叉场气体开关及操作方法技术

一种气体开关包括阳极和与阳极间隔开的阴极，其中阴极包括导电表面。气体开关还包括布置成生成磁场的多个磁体以及定位在阳极与阴极之间的控制网栅，所述磁场在距离开关轴线一定径向距离处在导电表面的部分上限定环形路径。在操作中，控制网栅布置成形成阳极与阴极之间的导电的等离子体，其中在导电的等离子体的存在下，阳极与阴极之间的电压降小于150伏，且其中导电的等离子体形成环绕环形路径的阴极斑点。

Low Voltage Drop Cross Field Gas Switch and Its Operating Method

【技术实现步骤摘要】
低电压降的交叉场气体开关及操作方法关于联邦政府资助研发的声明本专利技术在能源部的能源先进研究项目局授予的合同号DE-AR0000298的政府资助下完成。政府在本专利技术中有一定权利。
本公开内容的领域大体上涉及低电压降的交叉场气体开关，且更具体地涉及在其操作期间经历气体开关的阳极与阴极之间的低正向电压降的交叉场气体开关。
技术介绍
交叉场气体开关(诸如平面交叉场气体开关)是已知的。常规上，这些开关包括由气密室内包封的电极组件，诸如与阳极间隔开的阴极。气密室填充有可电离的气体，且电压被施加到设置在阳极与阴极之间的控制网栅以在它们之间引发等离子体路径。开关可在施加到阳极的输入电压的存在下操作，以在阳极与阴极之间传导大电流。可通过反向偏置控制网栅来终止等离子体路径，使得从阳极流至阴极的电流由控制网栅(和所附电路)引出。因此，在输入电压和导电的等离子体的存在下，装置作用为气体填充的开关，或“气体开关”。与至少一些已知的开关相关联的缺陷包括导电期间在阳极与阴极之间的较大正向电压降。确切地说，许多常见的气体开关在阳极与阴极之间的间隙中经历几百伏的电压降。此电压降的大部分在阴极的导电表面处或附近经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种围绕开关轴线布置的气体开关，所述气体开关包括：阳极；与所述阳极间隔开的阴极，所述阴极包括导电表面；多个磁体，其被布置以生成磁场，其中所述磁场的一部分在距离所述开关轴线的一定径向距离处基本上平行于所述导电表面的一部分延伸，并且其中所述磁场在所述径向距离处在所述导电表面的所述部分上限定封闭的环形路径；定位在所述阴极与所述阳极之间的第一网栅，所述第一网栅限定容纳可电离的气体的网栅与阴极间的间隙；以及定位在所述第一网栅与所述阳极之间的第二网栅，所述第二网栅限定网栅与阳极间的间隙，所述第二网栅布置成接收偏压以形成在所述阳极与所述阴极之间的导电的等离子体，其中，在所述导电的等离子体的存在下，在所述...

【技术特征摘要】
2018.01.02 US 15/8602251.一种围绕开关轴线布置的气体开关，所述气体开关包括：阳极；与所述阳极间隔开的阴极，所述阴极包括导电表面；多个磁体，其被布置以生成磁场，其中所述磁场的一部分在距离所述开关轴线的一定径向距离处基本上平行于所述导电表面的一部分延伸，并且其中所述磁场在所述径向距离处在所述导电表面的所述部分上限定封闭的环形路径；定位在所述阴极与所述阳极之间的第一网栅，所述第一网栅限定容纳可电离的气体的网栅与阴极间的间隙；以及定位在所述第一网栅与所述阳极之间的第二网栅，所述第二网栅限定网栅与阳极间的间隙，所述第二网栅布置成接收偏压以形成在所述阳极与所述阴极之间的导电的等离子体，其中，在所述导电的等离子体的存在下，在所述阳极与所述阴极之间的电压降小于150伏，且其中所述导电的等离子体形成环绕所述环形路径的阴极斑点。2.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述可电离的气体包括i)氢气和ii)氦气中的至少一者。3.根据权利要求1所述的气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ索默雷尔，DJ史密斯，JD迈克尔，SC阿塞托，KE马夸，JF特罗特，JE劳勒，WNG希彻恩，
申请(专利权)人：通用电气公司，威斯康星旧生研究基金会，
类型：发明
国别省市：美国,US