автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Газоразрядные коммутаторы тока низкого давления для индуктивных накопителей энергии

На правах рукописи

ФОКИН Роман Викторович

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ КОММУТАТОРЫ ТОКА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ИНДУКТИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ

Специальность 05.27.02 - «Вакуумная и плазменная электроника»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань - 2006

Работа выполнена на кафедре Промышленной электроники ГОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический университет».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Верещагин Николай Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коротченко Владимир Александрович кандидат технических наук, доцент Исаков Евгений Викторович

Ведущее предприятие: ОАО НИИ ГРП «Плазма», г. Рязань

Защита состоится 19 сентября 2006 г. в И ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.211.03 в Рязанском государственном радиотехническом университете по адресу: г. Рязань, ул. Гагарина, д.59/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского государственного радиотехнического университета.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просьба направлять по адресу: 390005, Рязань, ул. Гагарина, д.59/1, Рязанский государственный радиотехнический университет.

Автореферат разослан «/£>>_££__2006 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Д 212.211.03, д.т.н., профессор

Колотилин Б.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования. Разработка современной аппаратуры в различных отраслях науки и техники, таких как радиолокация, связь, физика высоких энергий, лазерная техника, медицина, экология, во многих случаях нуждается в мощных высоковольтных импульсах наносекундной длительности. Постоянное ее совершенствование повышает требования к генераторам и к качеству формируемых импульсов.

В последнее время возрос интерес к генераторам на основе индуктивных накопителей энергии, которые во многом превосходят свои аналоги на основе емкостных накопителей. Однако они требуют применения надежных размыкателей тока. Наиболее подходящими для этих целей являются газоразрядные приборы, работа которых основана на самостоятельном обрыве разряда. Достоинства этих приборов — простота схемной реализации генератора, способность выдерживать высокие напряжения, возможность формирования многократно повторяющихся импульсов, малые габариты и т. п.

Однако работа газоразрядных приборов в схеме с индуктивным накопителем энергии изучена недостаточно полно.

Исторически сложилось так, что явление обрыва дуги в газоразрядных приборах считалось негативным. Все исследования, .посвященные этому вопросу, были направлены на его устранение и сводились к изучению факторов, приводящих к обрыву разряда. По этой причине до сих пор отсутствует теоретическое описание физических процессов в коммутаторах на стадии выключения. Нет данных о факторах, влияющих на стабильность их работы, на их предельные режимы и временные характеристики. Конструкция газоразрядных приборов для работы в данных режимах применения не является оптимальной. Отсутствуют какие-либо рекомендации по конструированию приборов для использования в качестве коммутаторов тока с самостоятельным обрывом разряда.

Все это обуславливает необходимость проведения подобного рода исследований, которые являются очень важными и перспективными для реше-

ния проблем построения генераторов высоковольтных импульсов на основе индуктивных накопителей энергии с газоразрядными коммутаторами, так как позволят в значительной мере улучшить их характеристики, а также существенно расширить область применения. Поэтому тема диссертационной работы весьма актуальна.

Цель работы заключается в изучении физических процессов в газоразрядных приборах при обрыве разряда, в исследовании факторов, влияющих на временные и предельные параметры коммутаторов, в оценке возможностей управления моментом обрыва разряда, в выработке рекомендаций по их конструированию для работы в схемах с индуктивными накопителями энергии.

Для достижения-поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать физические процессы, протекающие- в газоразрядных приборах при самостоятельном обрыве разряда в схеме с индуктивным накопителем энергии;

- исследовать влияние параметров схемы и конструкции коммутаторов на характеристики генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии;

- аналитически рассчитать характеристики газоразрядных коммутаторов, включенных в схему с индуктивным накопителем энергии.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

- использованием калиброванных стандартных измерительных приборов и стационарных источников питания;

- достаточным объемом экспериментальных данных;

- соответствием результатов экспериментов теоретическим сведениям и расчетам.

Научная новизна: 1. Теоретически и экспериментально показана возможность изменения момента обрыва разряда газоразрядного коммутатора в схеме с индуктив-

ным накопителем энергии, как внешними параметрами цепей, так и внутренними конструктивными параметрами, что дает возможность разрабатывать приборы со строго определенными характеристиками, для конкретных режимов применения.

2. Установлены факторы, определяющие время выключения газоразрядных коммутаторов при самостоятельном обрыве разряда, позволившие выработать рекомендации по улучшению временных характеристик приборов.

3. Исследованы причины, вызывающие ограничение минимального и максимального токов, размыкаемых газоразрядными коммутаторами с самостоятельным обрывом разряда.

4. Разработаны методики расчета параметров генераторов высоковольтных импульсов с индуктивными накопителями энергии и газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. При самостоятельном обрыве диафрагмированного разряда интегральная плотность заряда в поперечном сечении сужения, необходимая для обрыва дуги, прямо пропорциональна давлению газа в приборе, при значениях тока обрыва в диапазоне 0,01-1 кА, сечении сужения от 7 до 200 мм2 и давлениях газа от 1 до 50 Па.

2. Для уменьшения времени выключения газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда необходимо снижать эмиссионную способность обрывающего электрода, уменьшать расстояние между анодом-и обрывающим электродом и уменьшать давление наполняющего газа.

3. Максимальный обрываемый ток газоразрядным коммутатором без повторных зажиганий разряда уменьшается с увеличением давления наполняющего газа.

4. Теоретически и экспериментально доказана возможность временной импульсной модуляции путем изменения напряжения на аноде газоразряд-

ного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда в схеме с индуктивным накопителем энергии.

Теоретическая и практическая значимость:

1. Проведен расчет временных характеристик газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда.

2. Определен диапазон коммутируемых токов газоразрядными размыкателями с самостоятельным обрывом разряда и причины вызывающие его ограничение.

3. Разработан способ формирования высоковольтных импульсов с временной импульсной модуляции газоразрядным прибором с самостоятельным обрывом разряда.

4. Выработаны рекомендации по конструированию газоразрядных коммутаторов тока с самостоятельным обрывом разряда для генераторов высоковольтных импульсов с индуктивными накопителями энергии.

5. Предложена новая конструкция газоразрядного коммутатора с полным управлением разрядом, позволяющая улучшить стабильность выключения и энергетические характеристики.

Внедрение результатов работы:

Результаты диссертационной работы использованы ОАО НИИ ГРП «Плазма» (г. Рязань) в новой перспективной разработке по созданию газоразрядных прерывателей тока для индуктивных накопителей энергии, ООО «Импульсные технологии» (г. Рязань) при создании псевдоискровых коммутаторов современных конструкций.

Апробация работы. Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, обсуждались на 37-й научно-технической конференции, посвященной 50-летию РГРТА (Рязань, 2002 г.), на VII всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2005 г).

Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 8 публикациях.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования газоразрядных коммутаторов тока низкого давления в схемах с индуктивным накопителем энергии, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе проведен обзор литературных источников по современным генераторам высоковольтных импульсов, существующим размыкателям тока, известным конструкциям газоразрядных приборов низкого давления и установившимся физическим представлениям об обрыве разряда в диафрагмированных газоразрядных промежутках.

Показаны преимущества генераторов на основе индуктивных накопителей над генераторами с емкостными накопителями энергии. Установлено, что основными из них являются возможность формирования высоковольтных импульсов непосредственно от низковольтного источника питания, значительно меньшие массогабаритные показатели. Выделены основные требования, предъявляемые к генераторам высоковольтных импульсов.

Проведено .сравнение различных типов коммутаторов, показана перспективность использования газоразрядных приборов низкого давления с самостоятельным обрывом разряда для генераторов с индуктивными накопителями энергии, а также рассмотрены основные параметры коммутаторов тока.

Рассмотрены различные элементы конструкций газоразрядных приборов низкого давления и даны их характеристики.

Изложены современные физические представления об обрыве разряда в диафрагмированных газоразрядных промежутках.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований газоразрядных коммутаторов тока низкого давления с само-

стоятельным обрывом разряда на примере различных конструкций приборов, выпускаемых серийно (тиратронов), а также специально разработанного экспериментального прибора.

Представлены конструкции исследуемых приборов, даны их основные параметры.

Представлено описание экспериментальной установки и методики эксперимента. Схема экспериментальной установки показана на рис. 1.

т

Рис. 1. Схема экспериментальной установки Представлены осциллограммы тока через прибор и напряжения на нагрузке генератора высоковольтных импульсов. Они характеризуют процесс обрыва разряда и передачу энергии в нагрузку из накопителя (рис. 2, 3).

Проведено исследование возможности управления моментом обрыва разряда. Показано, что увеличение амплитуды тока, протекающего через коммутатор, приводит к уменьшению времени обрыва. Установлено, что при увеличении напряжения накала генератора водорода (давления газа) в приборе, при фиксированной амплитуде тока, необходимо больше времени для обеспечения обрыва.

100 200 300 400 500 600 г, нс

Рис. 2. Осциллограмма напряжения на нагрузке

1,мкс

Рис. Осциллограмма тока через прибор

Обнаружено, что при фиксированном давлении (напряжении накала генератора водорода) и времени обрыва, при любой площади отверстия в обрывающем электроде плотность тока, необходимая для обрыва, — величина постоянная.

Таким образом, показано,. что управление моментом обрыва разряда возможно тремя основными способами: изменением давления газа в приборе; изменением амплитуды тока, протекающего через коммутатор; изменением сечения сужения разряда. Установлено, что обрыв разряда происходит в суже-

нии с меньшим сечением (с максимальной плотностью тока).

Обнаружено, что обрыв разряда определяется плотностью заряда в поперечном сечении сужения. Получены ее зависимости от давления газа в приборе (рис. 4). Установлено, что при фиксированном давлении, для любых типов приборов с водородным наполнением, плотность заряда, необходимая для обрыва, есть величина постоянная.

Проведено исследование физических процессов в коммутаторах на стадии выключения. Получены зависимости времени выключения от давления газа в

приборах (рис. 5). Установлено, что с ростом давления время выключения увеличивается.

<28, Кл/м1

. 40 -

Показано, что процесс выключения газоразрядных приборов определяется де-ионизацией промежутка между анодом и обрывающим электродом. В момент обрыва тока в этом промежутке существует некоторая остаточная ионизация. При этом в пространстве между анодом и обрывающим электродом возможны следующие-процессы: ионно-электрон-ная и термоэлектронная эмиссия с обрывающего электрода (последняя вызвана разогревом краев отверстия проходящим через него током), ионизация и рекомбинация (объемная и поверхностная). Рост времени выключения с ростом давления предположительно обусловлен повышением ионизации, как остаточной, так и производимой эмитирующими электронами и соответственно большим временем рекомбинации. Установлено, что время выключения прибора в сильной мере зависит от рас-

4 6 8 10 12 14 16 18 Р, Па

Рис. 4. Зависимость плотности заряда, необходимой для обрыва разряда от давления (толстая — ТГИ1-130/10, тонкая — ТГИ2-260/12, мелкий пунктир - ТГИ1-270/12, пунктир - ТГИ2-500/20)

1600

1200 -

800

400

4 6 8 10 12 14 16 18 Р, Па

Рис. 5. Зависимость времени выключения от давления (толстая — ТГИ1-130/10, пунктир — ТГИ2-260/12, тонкая - ТГИ1-270/12, мелкий пунктир — ТГИ 1-500/20)

стояния между анодом и обрывающим электродом. Получена зависимость времени выключения от этого расстояния [зависимость снималась при фиксированных времени обрыва разряда и давлении газа, путем измерения времени выключения у трех приборов, имеющих различное расстояние между анодом и обрывающим электродом (рис. 6)].

Проведено исследование предельных характеристик газоразрядных коммутаторов низкого давления.

Показано, что при работе в режиме с самостоятельным обрывом разряда газоразрядные приборы способны формировать импульсы с амплитудой в несколько раз выше, чем при работе в тиратронном режиме, а также дано объяснение этого явления.

Установлен диапазон обрываемых токов у тиратронов различных конструкций. Рассмотрены причины ограничения обрываемых токов по минимуму и максимуму. Получены экспериментальные зависимости минимальной и максимальной плотностей тока обрыва. Обнаружено, что изменение структуры поверхности обрывающего электрода (появление на нем микровыступов) вследствие образования на нем катодных пятен приводит к уменьшению максимального обрываемого тока.

Показано, что временная-стабильность момента обрыва разряда в сильной мере зависит от стабильности питающего напряжения генератора высоковольтных импульсов и генератора водорода.

Проведено исследование специально изготовленного, экспериментального коммутатора с холодным катодом, у которого расстояние между анодом и обрывающим электродом составляет 3 мм, его время выключения составило — 50 не. В результате получено подтверждение влияния расстояния между

1вь,клЧ600

НС

6 12 20 а, мм

Рис. 6. Зависимость времени выключения от расстояния анод — обрывающий электрод

этими электродами на процесс выключения коммутатора.

В третьей главе рассмотрены физические процессы, протекающие при обрыве разряда, проведены расчеты основных характеристик коммутаторов.

Дано описание физических процессов, протекающих в генераторе высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором тока с самостоятельным обрывом разряда, в течение всего периода формирования импульса.

Рассмотрен механизм обрыва разряда. Проведен расчет времени обрыва газоразрядного коммутатора. При расчете были приняты следующие упрощающие положения:

1. Из сужения атомы газа выбиваются ударами электронов.

2. Вне сужения концентрация атомов постоянна и равна N0-

3. Средняя длина свободного пробега электрона гораздо больше длины сужения (Ае>>/г, молекулярный режим).

4. Разряд прекращается, когда концентрация атомов в сужении достигнет ИКр.

Получена зависимость концентрации атомов в сужении разряда с течением времени без учета влияния диффузии:

К = е-Я-а . (1)

Также была получена аналогичная зависимость при учете влияния диффузии атомов в сужение разряда

=-Iе * А (2)

А-1---СО5(0) I)

л _ _

гдеА-~^- е-Г ■

Проведен анализ влияния диффузии на процесс обрыва разряда

• £ „ и-Ъ-о

(рис. 7). Установлено, что в диапазоне времени обрыва до 8 мкс диффузия практически не оказывает влияния на процесс обрыва разряда.

На основании выражения (1) получено выражение для расчета времени обрыва:

/ лг 'Ч

(3)

1

'обр = —' агссоэ у а

. со-е-Б . Мкр 1 +--1п-—

/0-о- Щ J

Сделан расчет времени обрыва разряда по величине плотности заряда, при этом была проведена линейная аппроксимация экспериментальной зависимости плотности заряда от давления.

1

*обр = —-агссоБ

/

со

1-

V

Б-со

(2.04- р -1,17)

(4)

Получено полуэмпирическое выражение для критической концентрации атомов в сужении разряда (при достижении которой происходит обрыв разряда) на основании выражений (3) и (4).

Р

Икр =

-•(2.04 р-1.17) ' к-Т-ее

(5)

АЛ', %

10 мкс

Рис. 7. Зависимость влияния диффузии на процесс обрыва от времени для ТГИ1-270/12

Получено выражение для расчета минимального обрываемого тока (6). Расчет основан на предположении о том, что минимальный обрываемый ток определяется балансом двух потоков атомов: в сужение разряда под действием разности концентраций (диффузия) и из него, за счет выталкивания газа потоком заряженных частиц.

e-vH •(N0-NKP)-S

' mm

(6)

4-А-СГ-Икр

Рассмотрены физические процессы, протекающие при обрыве разряда, на стадии выключения коммутатора. Дано их теоретическое описание.

Проведен расчет времени выключения газоразрядного коммутатора, при этом были приняты следующие упрощающие положения:

1. Пренебрегаем термоэлектронной эмиссией с обрывающего электрода.

2. Считаем, что рекомбинация зарядов происходит на электродах и в объеме (рекомбинацией на стенках прибора пренебрегаем, так как расстояние анод - обрывающий электрод значительно меньше размеров электродов).

3. При достижении концентрации зарядов некоторого минимального значения пт1п ток прекращается.

Таким образом, учитывались следующие процессы: ионно-электронная эмиссия с обрывающего электрода, ионизация, рекомбинация (объемная, поверхностная).

<3п ,л ч п 2 п —- = (1 + у).угп-р-п*--

Ш Тр'

В результате получено выражение для времени выключения

/

(7)

1

-a+r>vt

■In

Тр

п0- vr(l + y)—-—fi-nm]n

V _If_

vr(l + y)-~-р-щ

Тр

(8)

Проведена оценка влияния различных физических процессов на выключение прибора. Получено теоретическое подтверждение влияния давления газа и расстояния между анодом и обрывающим электродом на время выключения коммутатора (рис. 8).

Разработана программа на языке Delphi 7.0, позволяющая рассчитывать параметры импульса напряжения на нагрузке генератора высоковольтных 12

импульсов, импульса тока через коммутатор, а также моделировать физические процессы в газоразрядном коммутаторе при обрыве разряда. При создании программы использовались полученные выражения.

В четвертой главе даны рекомендации по проектированию газоразрядных коммутаторов и генераторов с индуктивным накопителем энергии, а также рассмотрено их применение.

Разработан способ формирования высоковольтных импульсов с временной импульсной модуляцией, а также устройство для его осуществления (структурная схема приведена на рис. 9). Установлено, что переменное напряжение на аноде газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда, включенного в схему с индуктивным накопителем энергии, вызывает временную импульсную модуляцию на нагрузке.

Выработан ряд рекомендаций по конструированию газоразрядных коммутаторов и генераторов высоковольтных импульсов, основными из них являются:

1. Для уменьшения переднего фронта импульса на нагрузке генератора с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором нужно уменьшать расстояние анод - обрывающий электрод.

2. В газоразрядных приборах с самостоятельным обрывом разряда возможно изменение времени выключения в некоторых пределах за счет изменения давления газа.

3. С целью увеличения максимального обрываемого тока поверхность обрывающего электрода необходимо тщательно шлифовать, а также применять материалы с большой работой выхода.

4. При построении генераторов необходимо применять стабилизиро-

1выкл,

: _^3 мм

О —

4 б 8 10 12 14 16 Р, Па

Рис. 8. Зависимость времени выключения от давления рабочего газа при различных расстояниях между анодом и обрывающим электродом

ванные источники питания как для самого генератора, так и для генератора водорода коммутатора ввиду существенного влияния их параметров на параметры импульса на нагрузке.

Рис. 9. Структурная схема временного импульсного модулятора

Предложена новая конструкция газоразрядного коммутатора с управлением включением и выключением разрядом. Конструкция ячейки управляющего электрода представлена на рис. 10. Ташение разряда осуществляется подачей отрицательного напряжения на управляющий электрод при снижении давления в области ячейки за счет выталкива-Рис. 10. Конструкция ячейки

ния газа потоком заряжен-управляющего электрода ных частиц.

Получено выражение для расчета размера ячейки мелкоструктурной

/ = 2- ¡6'иС-£^те

Т

т„

е-Е

а-те-Ыо

(9)

Установлено,-что расстояние между витками сетки обратно пропорционально 4/ЛГо . При изменении концентрации в десять раз за счет выдувания газа расстояние между витками сетки можно увеличить почти в два раза.

В заключении сделаны основные выводы по результатам проведенной работы.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Установлено, что изменение момента обрыва тока газоразрядного коммутатора возможно тремя основными способами: изменением давления газа в приборе (напряжения накала генератора водорода); изменением амплитуды обрываемого тока (напряжения питания генератора, емкости разрядного конденсатора, индуктивности накопителя); изменением конструкции коммутатора (площади отверстия обрывающего электрода).

2. Доказано, что интегральная плотность заряда в поперечном сечении сужения разряда, необходимая для обрыва дуги, для различных типов приборов при фиксированном давлении, величина постоянная.

3. Показано, что время выключения газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда определяется родом газа, его давлением в приборе, эмиссионными характеристиками обрывающего электрода, а также расстоянием между анодом и обрывающим электродом.

4. Определены диапазоны размыкаемых токов газоразрядными коммутаторами с самостоятельным обрывом дуги и указаны причины, вызывающие их ограничение по минимуму и максимуму.

5. Разработаны методики расчета основных параметров газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда для индуктивных накопителей энергии.

6. Предложен способ формирования высоковольтных импульсов с временной импульсной модуляцией газоразрядным коммутатором с самостоятельным обрывом разряда, а также устройство для его осуществления на основе генератора с индуктивным накопителем энергии.

7. Разработаны рекомендации по конструированию газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда, среди которых - необходимость снижения эмиссионной способности обрывающего электрода путем его полировки и применения для него материалов с большой работой выхода,

уменьшения расстояния анод - обрывающий электрод, увеличения длины керамического изолятора по внешней поверхности.

8. Предложена новая конструкция газоразрядного коммутатора с полным управлением разрядом, позволяющая улучшить стабильность выключения и энергетические характеристики, а также проведен расчет размера ячеек управляющего электрода.

В приложениях приведены зависимости диапазона обрываемых токов от давления газа, текст программы для расчета параметров генератора высоковольтных импульсов и список условных обозначений.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ

1. Фокин Р.В. Моделирование процесса обрыва тока в диафрагмированных газоразрядных промежутках // Электроника и информационные технологии. - Рязань: РГРТА - 2002 г. - с. 71-75.

2. Верещагин Н.М., Круглое С.А., Фокин Р.В. Псевдоискровой разрядник как размыкатель тока для индуктивного накопителя энергии // 37-я научно-техническая конференция: Тез. докл. — Рязань. — 2002 — с. 37

3. Верещагин Н.М., Фокин Р.В. Тиратрон ТГИ1-270/12 как размыкатель тока для индуктивного накопителя энергии // Вестник РГРТА. Вып.13. — Рязань. - 2003 - с.69-71

4. Фокин Р.В. Генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором тока // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. тр. / Под ред. А.И. Громыко, A.B. Сарафонова. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. - с. 75-77

5. Фокин Р.В. Импульсный модулятор // Патент РФ на Полезную модель № 46395 от 27 июня 2005 г.

6. Фокин Р.В. Способ формирования высоковольтных импульсов с временной импульсной модуляцией // Патент на Изобретение № 2277296 от 27 мая 2006 г.

7. Фокин Р.В. Расчет времени выключения газоразрядных приборов с самообрывом тока // Электроника. — Рязань: РГРТА. — 2005 — с. 31-34

8. Фокин Р.В. Расчет времени обрыва разряда в газоразрядных приборах низкого давления // Электроника. — Рязань: РГРТА. — 2005 г. — с. 34-37

ФОКИН Роман Викторович

Газоразрядные коммутаторы тока низкого давления для индуктивных накопителей энергии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать . Формат бумаги 60x84 1/16.

Бумага ксероксная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз.

ООО «Политех» 390013, Рязань, Первомайский пр., 64 Отдел цифровой печати

/ /Jo-jc* ^ ^ A

V *à /} OL t > 4 ¡<L Y ■ -<- ,

С s

^ скуете"

То /cè ¿l ^ & ^ci & ¿~ -É? ^

' ' o!

/ /

Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Генераторы высоковольтных импульсов

1.2 Коммутаторы тока для индуктивных накопителей энергии

1.3 Конструкции газоразрядных приборов низкого давления

1.3.1 Конструкции тиратронов

1.3.1.1 Род газа для наполнения

1.3.1.2 Генератор водорода

1.3.1.3 Катод

1.3.1.4 Анод

1.3.1.5 Сетка

1.3.2 Особенности конструкции псевдоискровых разрядников

1.4 Физика обрыва тока в диафрагмированных промежутках

1.5 Выводы к главе и постановка задачи

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГЕНЕРАТОРАХ С ИНДУКТИВНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ И ГАЗОРАЗРЯДНЫМИ КОММУТАТОРАМИ

2.1 Описание методики эксперимента

2.2 Описание конструкций исследуемых приборов

2.2.1 Тиратрон ТГИ1-130/

2.2.2 Тиратрон ТГИ2-260/

2.2.3 Тиратрон ТГИ1-270/

2.2.4 Тиратроны ТГИ1-325/16 и ТГИЗ-325/

2.2.5 Тиратрон ТГИ2-500/

2.3 Результаты экспериментов 40 2.3.1 Исследование возможностей управления моментом обрыва разряда

2.3.2 Исследование времени выключения коммутаторов

2.3.3 Исследование предельных характеристик коммутаторов

2.3.4 Исследование нестабильности момента обрыва

2.4 Исследование экспериментального псевдоискрового разрядника

2.4.1 Методика эксперимента

2.4.2 Описание конструкции

2.4.3 Результаты эксперимента

2.5 Выводы к главе 69 •

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В

ГЕНЕРАТОРАХ С ИНЭ И ГРП НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

3.1 Физические процессы, протекающие в течение периода формирования импульса

3.2 Расчет времени обрыва разряда

3.2.1 Расчет времени обрыва разряда без учета диффузии

3.2.2 Расчет времени обрыва разряда с учетом диффузии

3.2.3 Расчет времени обрыва разряда по величине плотности заряда

3.2.4 Расчет критического значения концентрации атомов в сужении

3.3 Расчет минимального тока, необходимого для обрыва разряда

3.4 Расчет времени выключения газоразрядных коммутаторов

3.5 Программная реализация расчетов 97 3.5. Выводы к главе

ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ КОММУТАТОРОВ И ГЕНЕРАТОРОВ С ИНЭ

4.1 Применение генератора с ИНЭ в качестве временного импульсного модулятора

4.2 Рекомендации по конструированию ГРП низкого давления с самостоятельным обрывом разряда для ИНЭ

4.3 Рекомендации по проектированию генераторов с ИНЭ и газоразрядными коммутаторами

4.4 Генератор высоковольтных импульсов с ИНЭ

4.5 Газоразрядный коммутатор тока с полным управлением 121 4.5.1 Расчет расстояния между витками сетки

Разработка современной аппаратуры в различных отраслях науки и техники, таких как радиолокация, связь, физика высоких энергий, лазерная техника, медицина, экология, во многих случаях нуждается в мощных высоковольтных импульсах наносекундной длительности. Постоянное ее совершенствование повышает требования к генераторам и к качеству формируемых импульсов.

В последнее время возрос интерес к генераторам на основе индуктивных накопителей энергии, которые во многом превосходят свои аналоги на основе емкостных накопителей. Однако они требуют применения надежных размыкателей тока. Наиболее подходящими для этих целей являются газоразрядные приборы, работа которых основана на самостоятельном обрыве разряда. Достоинства этих приборов - простота схемной реализации генератора, способность выдерживать высокие напряжения, возможность формирования многократно повторяющихся импульсов, малые габариты и т. п.

Однако работа газоразрядных приборов в схеме с индуктивным накопителем энергии изучена недостаточно полно.

Исторически сложилось так, что явление обрыва дуги в газоразрядных приборах считалось негативным. Все исследования, посвященные этому вопросу, были направлены на его устранение и сводились к изучению факторов, приводящих к обрыву разряда. По этой причине до сих пор отсутствует теоретическое описание физических процессов в коммутаторах на стадии выключения. Нет данных о факторах, влияющих на стабильность их работы, на их предельные режимы и временные характеристики. Конструкция газоразрядных приборов для работы в данных режимах применения не является оптимальной. Отсутствуют какие-либо рекомендации по конструированию приборов для использования в качестве коммутаторов тока с самостоятель-, ным обрывом разряда.

Все это обуславливает необходимость проведения подобного рода исследований, которые являются очень важными и перспективными для решения проблем построения генераторов высоковольтных импульсов на основе индуктивных накопителей энергии с газоразрядными коммутаторами, так как позволят в значительной мере улучшить их характеристики, а также существенно расширить область применения. Поэтому тема диссертационной работы весьма актуальна.

Цель работы заключается в изучении физических процессов в газоразрядных приборах при обрыве разряда, в исследовании факторов, влияющих на временные и предельные параметры коммутаторов, в оценке возможностей управления моментом обрыва разряда, в выработке рекомендаций по их конструированию для работы в схемах с индуктивными накопителями энергии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать физические процессы, протекающие в газоразрядных приборах при самостоятельном обрыве разряда в схеме с индуктивным накопителем энергии;

- исследовать влияние параметров схемы и конструкции коммутаторов на характеристики генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии;

- аналитически рассчитать характеристики газоразрядных коммутаторов, включенных в схему с индуктивным накопителем энергии.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

- использованием стандартных измерительных приборов и стационарных источников питания;

- достаточным объемом экспериментальных данных;

- соответствием результатов экспериментов теоретическим сведениям и расчетам.

Научная новизна:

1. Теоретически и экспериментально показана возможность изменения момента обрыва разряда газоразрядного коммутатора в схеме с индуктивным накопителем энергии, как внешними параметрами цепей, так и внутренними конструктивными параметрами, что дает возможность разрабатывать приборы со строго определенными характеристиками, для конкретных режимов применения.

2. Установлены факторы, определяющие время выключения газоразрядных коммутаторов при самостоятельном обрыве разряда, позволившие выработать рекомендации по улучшению временных характеристик приборов.

3. Исследованы причины, вызывающие ограничение минимального и максимального токов, размыкаемых газоразрядными коммутаторами с самостоятельным обрывом разряда.

4. Разработаны методики расчета параметров генераторов высоковольтных импульсов с индуктивными накопителями энергии и газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. При самостоятельном обрыве диафрагмированного разряда интегральная плотность заряда в поперечном сечении сужения, необходимая для обрыва дуги, прямо пропорциональна давлению газа в приборе, при значениях тока обрыва в диапазоне 0,01-1 кА, сечении сужения от 7 до 200 мм2 и давлении газа от 1 до 50 Па.

2. Для уменьшения времени выключения газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда необходимо снижать эмиссионную способность обрывающего электрода, уменьшать расстояние между анодом и обрывающим электродом и уменьшать давление наполняющего газа.

3. Максимальный обрываемый ток газоразрядным коммутатором без повторных зажиганий разряда уменьшается с увеличением давления наполняющего газа.

4. Теоретически и экспериментально доказана возможность временной импульсной модуляции путем изменения напряжения на аноде газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда в схеме с индуктивным накопителем энергии.

Теоретическая и практическая значимость:

1. Проведен расчет временных характеристик газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда.

2. Определен диапазон коммутируемых токов газоразрядными размыкателями с самостоятельным обрывом разряда и причины вызывающие его ограничение.

3. Разработан способ формирования высоковольтных импульсов с временной импульсной модуляции газоразрядным прибором с самостоятельным обрывом разряда.

4. Выработаны рекомендации по конструированию газоразрядных коммутаторов тока с самостоятельным обрывом разряда для генераторов высоковольтных импульсов с индуктивными накопителями энергии.

5. Предложена новая конструкция газоразрядного коммутатора с полным управлением разрядом, позволяющая улучшить стабильность выключения и энергетические характеристики.

Внедрение результатов работы:

Результаты диссертационной работы использованы ОАО НИИ ГРП

Плазма» (г.Рязань) в новой перспективной разработке по созданию газоразрядных прерывателей тока для индуктивных накопителей энергии, ООО

Импульсные технологии» (г.Рязань) при создании псевдоискровых коммутаторов современных конструкций.

Апробация работы:

Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, обсуждались на 37-й научно-технической конференции, посвященной 50-летию РГРТА (Рязань, 2002 г.), на VII всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2005 г).

Публикации:

Результаты диссертационной работы отражены в 8 публикациях.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Установлено, что изменение момента обрыва тока газоразрядным коммутатором возможно тремя основными способами:

- изменением давления газа в приборе (напряжения накала генератора водорода);

- изменением амплитуды обрываемого тока (напряжения питания генератора, емкости разрядного коммутатора, индуктивности накопителя);

- изменением конструкции коммутатора (площади отверстия обрывающего электрода).

2. Доказано, что интегральная плотность заряда в поперечном сечении сужения разряда, необходимая для обрыва дуги, для различных типов приборов при фиксированном давлении, величина постоянная.

3. Показано, что обрыв разряда происходит в сужении с наименьшим сечением, которое может быть образовано любым электродом, находящимся на пути разряда.

4. Установлено, что время выключения газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда определяется родом газа, его давлением в приборе, эмиссионными характеристиками обрывающего электрода, а также расстоянием между анодом и обрывающим электродом.

5. Определены диапазоны размыкаемых токов газоразрядными коммутаторами с самостоятельным обрывом дуги и указаны причины, вызывающие их ограничение по минимуму и максимуму (минимальный ток обрыва определяется балансом двух потоков атомов - в сужение и из него, а максимальный ток обрыва ограничен повторными зажиганиями разряда). Теоретически и экспериментально показано влияние различных факторов на минимальный и максимальный токи обрыва.

6. Показано, что газоразрядные коммутаторы с самостоятельным обрывом разряда в схеме с индуктивным накопителем энергии способны формировать импульсы напряжения в несколько раз превышающие предельно допустимые, что вызвано их малой длительностью, которая соизмерима со временем пробоя, а также более низким рабочим давлением, по сравнению с типовыми режимами работы.

7. Установлено, что генераторы высоковольтных импульсов на основе индуктивного накопителя энергии и газоразрядного коммутатора с самостоятельным обрывом разряда в сильной мере подвержены влиянию пульсаций питающего напряжения, поэтому необходимо применять стабилизированные источники питания, как для самого генератора, так и для генератора водорода коммутатора.

8. Разработаны методики расчета основных параметров газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда для индуктивных накопителей энергии.

9. Предложен способ формирования высоковольтных импульсов с временной импульсной модуляцией газоразрядным коммутатором с самостоятельным обрывом разряда, а также устройство для его осуществления на основе генератора с индуктивным накопителем энергии.

10. Разработаны рекомендации по конструированию газоразрядных коммутаторов с самостоятельным обрывом разряда, среди которых - необходимость снижения эмиссионной способности обрывающего электрода путем его полировки и применения для него материалов с большой работой выхода, уменьшения расстояния анод - обрывающий электрод, увеличения длины керамического изолятора по внешней поверхности.

11. Предложена новая конструкция газоразрядного коммутатора с полным управлением разрядом, позволяющая улучшить стабильность выключения и энергетические характеристики, а также проведен расчет размера ячеек управляющего электрода.

Заключение

Результатами диссертационной работы являются новые решения по конструированию газоразрядных коммутаторов с самообрывом разряда для генераторов высоковольтных импульсов на основе индуктивных накопителей энергии и расчету их параметров.

Эти решения основаны на анализе результатов проведенных экспериментов по изучению физических процессов, протекающих при обрыве разряда в газоразрядном коммутаторе, и данных теоретических исследований.

1. Витковицкий И. Состояние разработки индуктивных накопителей для генерирования импульсов высокого напряжения // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с. 125

2. Круглов С.А. Исследование газоразрядных коммутаторов тока в схеме с индуктивным накопителем энергии. Дис. канд. техн. наук. -Рязань.-2002 г.-183 с.

3. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и тиратроном // ПТЭ. 2002 г. -№6.-с. 56

4. Рукин С.Н. Генераторы мощных наносекундных импульсов с полупроводниковыми прерывателями тока (обзор) // ПТЭ. 1999 г. -№4.-с. 5

5. Гришин Д.М., Губанов В.П., Коровин С.Д. и др. Генерирование мощных субнаносекундных импульсов диапазона 38 ГГц с частотой повторения до 3,5 кГц // Письма в ЖТФ. 2002 г. - т.28. - вып. 19. - с. 24

6. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Способ формирования высоковольтных импульсов // Патент РФ. №2210180. - авг. 2003 г.

7. Верещагин Н.М., Крестов В.А., Пшеничников В.И. Использование таситронов в схеме с индуктивным накопителем энергии // Электронная техника. 1976 г. - сер.4 - №3 - с. 122

8. Зиенко С.Н. Формирователи наносекундных импульсов со сложением мощностей тиристорных коммутаторов // ПТЭ. 1984 г. - №5 - с. 107

9. Зиенко С.Н., Брытков В.В. Тиристорные формирователи высоковольтных наносекундных импульсов // ПТЭ. 1983 г. - №2.с. 97

10. Каштанов В.В. Формирователи мощных импульсов // ПТЭ. 1998 г. -№1 - с. 92

11. Аринштейн Г.Б., Тихий В.И. Импульсный модулятор // Патент РФ -№2010417-март 1994 г.

12. Вицинский С.А., Никитин A.M., Опре В.П., Мальцева Т.А. Импульсный модулятор // Патент РФ №1204115 - сент. 1994 г.

13. Гонтарев Г.Г. Импульсный модулятор // Патент РФ №2034398 - апр. 1995 г.

14. Орловский В.М., Королев Ю.Д., Курбатов Ю.А. и др. Генератор высоковольтных наносекундных импульсов //ПТЭ. 1973 г. - №1 -с. 107

15. Губанов В.В., Коровин С.Д., Стенченко А.С. Высоковольтный наносекундный генератор с частотой следования импульсов до 1 кГц // ПТЭ. 1993 г. - №1 - с. 95

16. Герасимов А.И., Федоткин А.С., Зенков Д.И., Назаренко С.Т. Надежный экранированный генератор Аркадьева Маркса на 500 кВ и 6,25 кДж со стабильным временем задержки срабатывания // ПТЭ. -1998 г. - №1 - с. 96

17. Бушляков А.И., Рукин С.Н., Словиковский Б.Г., Тимошенков С.П. Мегавольтный генератор Маркса с частотой следования импульсов 200 Гц // ПТЭ. 1995 г. - №2 - с. 107

18. Дункан К., Бредли J1. Компактный электронный ускоритель для накачки газовых лазеров // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с. 167

19. Винтерберг Ф. Импульсный линейный ускоритель с магнитнойизоляцией // Импульсные системы большой мощности. Сборник134статей. М.: «МИР», 1981г., с.184

20. Басов Г.Ф., Бастриков А.Н., Ковальчук Б.М. и др. Генератор мощных мегавольтных импульсов с наносекундным фронтом // ПТЭ. 1995 г. - №2 - с. 117

21. Асиновский Э.И., Марковец В.В., Самойлов И.С., Ульянов A.M. Газоразрядный формирователь наносекундных импульсов // ПТЭ. -1984 г. №5-с. 113

22. Брылевский В.И., Грехов И.В., Ефранов В.М. и др. Полупроводниковые формирователи мощных киловольтных наносекундных импульсов // ПТЭ. 1988 г. - №1 - с. 106

23. Бакшт Е.Х., Орловский В.М., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Эффективный СОг-лазер с предымпульсом, формируемым генератором с индуктивным накопителем энергии // Письма в ЖТФ -1998 г. том 24 - №4 - с.57

24. Яландин М.И., Любутин С.К., Рукин С.Н. и др. Генерирование высоковольтных субнаносекундных импульсов с пиковой мощностью до 300 МВт и частотой следования 2 кГц // Письма в ЖТФ 2001 г. -т.27-вып.1 - с. 81

25. Импульсный модулятор // Патент РФ №2071171 дек. 1996 г.

26. Ефремов A.M., Жерлицин А.А., Кицанов С.А. и др. Виркатор дециметрового диапазона с предмодуляцией электронного пучка на основе компактного генератора с индуктивным накопителем энергии // Письма в ЖТФ. 2001 г. - т.27 - вып.7 - с. 57

27. Агаджанян С.В., Григорьев И.Н., Лапшин Е.И., Поляков Е.А. Формирователь прямоугольных импульсов напряжения с индуктивным накопителем энергии // ПТЭ. 1983 г. - №1 - с. 80

28. Григорьев И.М., Лапшин Е.И., Поляков Е.А. Тениешвили З.Т.135

29. Трансформаторный индуктивный накопитель энергии для формирования высоковольтных импульсов с плоской вершиной // ПТЭ. 1985 г. - №4 - с. 104

30. Мейс Ф., О'Гейр Э., Пилч М. Требования к мощной импульсной технике для систем лазерного разделения изотопов // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с. 155

31. Лепехин Н. М., Присеко Ю. С., Филиппов В. Г. Генератор наносекундных импульсов для возбуждения лазеров на парах меди // Прикладная физика. 2001 г. - №5 - с.46

32. Guyadec Е. Le., Coutance P., Bertrand G., Peltier C. // IEEE Journal of quantum electronics. 1999. -V. 35. - № 11. - p. 1431

33. Иванов И.А., Потоцкий А.П., Пугачев Н.П., Трухин В.А. Мощный трехступенчатый выключатель для электроразрядного устройства с индуктивным накопителем энергии // ПТЭ. 1982 г. - №4 - с. 106

34. Егоров О.Г. Способ бездугового переключения тока накачки индуктивного накопителя энергии на нагрузку // Патент РФ №2131635-июнь 1999 г.

35. Егоров О.Г. Генератор импульсов на индуктивных накопителях энергии // Патент РФ №2138904 сент. 1999 г.

36. Болотов В.Ф., Рыбаков М.Т. Импульсный модулятор // Патент РФ -№2067353-сент. 1996 г.

37. Котов Ю.А., Колганов Н.Г., Ковальчук Б.М. Быстродействующий размыкатель на основе электрически взрываемых проволочек // ПТЭ. -1974 г.-№6-с. 107

38. Амелин Г.П., Блудов А.И., Гусельников В.И. и др. Криогенный электровзрывной размыкатель // ПТЭ. 1986 г. - №5 - с. 191

39. Андрезен А.Б., Бурцев В.А., Дубовой JI.B. и др. Быстродействующий фольговый размыкатель // ГТГЭ. 1973 г. - №4 - с. 146

40. Синяпкин Ю.Т. Способ переключения энергии индуктивного накопителя в нагрузку // Патент РФ №2234759. - авг. 2004 г.

41. Артюх В.Г., Лисенко Л.Г., Смирнов С.А. Схема для быстрой коммутации больших токов индуктивного накопителя // ПТЭ 1972 г. -№1 -с.119

42. Егоров О.Г. Генератор импульсов на индуктивном накопителе энергии с трансформаторной связью // Патент РФ №2161857 янв. 2001 г.

43. Мхеидзе Г.П. Плазменные размыкатели // Радиотехника и электроника. 1992 г. - т.37 - вып.1 - с.1.

44. Мендел К., Гольдштейн С., Миллер П. Плазменный коммутатор // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.42

45. Зубков П.И. Динамическая модель плазменных прерывателей тока // ЖТФ 1999 г. - том 69 - вып.5 - с.25

46. Боровков В.В., Алмазова К.И., Волков Е.П. и др. Исследование газонаполняемого инжектора плазменного прерывателя тока // ЖТФ -2003 г. том 73 - вып.4. - с.38

47. Андронов А.Н., Воронин С.А., Марциновский A.M. и др. Немонотонное распределение потенциала в сеточной ячейке плазменного ключевого элемента // ЖТФ 2003 г. - том 73 - вып.З -с.36

48. Шишлов А.В. Определение эффективного сопротивления плазменного прерывателя тока // ПТЭ. 1997 г. - №1 - с. 89

49. Кюрегян А.С. Теория дрейфовых диодов с резким восстановлением //137

50. ЖТФ. 2004 г. - т.74 - вып.6 - с. 57

51. Дарзнек С.А., Любутин С.К., Рукин С.Н. и др. Полупроводниковый прерыватель тока // Патент РФ №2156014 - сент. 2000 г.

52. Рукин С.Н., Цыганов С.Н. Влияние объемного заряда на работу мощного полупроводникового прерывателя тока // Письма в ЖТФ -2004 г. том 30 - вып. 1 - с.43

53. Питман П., Пэйдж Д. Коммутирование импульсов большой мощности с помощью полупроводниковых приборов // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.64

54. Баранов А.И., Гнидо В.Ф. Комбинированный металлокерамический таситрон ТГУ1-8/15 с малым временем выключения тока анода // Электронная техника. 1982 г. - сер.4. - №1. - с. 21

55. Каганов И.Л. Ионные приборы. М.: Энергия. 1972 г. - 528 с.

56. Шумаков С.П., Копылов О.В. Характеристики таситрона ТГУ-1/1 при непрерывном и импульсном управлении // Вакуумная и плазменная электроника: межвуз.сб. Рязань. - 1986 г. - с.46

57. Арефьев А.С., Верещагин Н.М., Крестов В.А., Малолетков Б.Д. Процесс гашения разряда в таситроне // Электронная техника. 1989 г. - сер.4 - №3 - с. 17

58. Верещагин Н.М., Золотухин Г.Н. Гашение дугового несамостоятельного разряда мелкоструктурной сеткой // Электронные приборы: межвуз.сб. Рязань. - 1988 г. - с.65

59. Арефьев А.С., Верещагин Н.М., Круглов С.А. Таситрон эффективный прерыватель тока для индуктивного накопителя энергии // Труды 4 международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-98 Новосибирск - 1998 г. - т.2 - с. 142

60. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Распределение тока по электродам138таситрона на стадии гашения разряда // 2 международная конференция «Проблемы и прикладные вопросы физики». Саранск. -1992 г.

61. Lutz М., Hofmann С. The gamitron-high crossed-field switch tube H VDS interruption // IEEE Trans. Plasma Sci. 1974. - v. ps - 2 mars. - p. 11

62. Harway R. Operation Characteristics of the crossed-field closing switch // IEEE on Electron Devices. 1979. - №10 - p.1472

63. Harway R. The crossatron switch a cold cathode discharge device with grid control // IEEE Conference record of 1980 14-th pulse power modulator sump. 1980.-p.77

64. Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Содоров B.A. Сильноточные вакуумные коммутирующие устройства для мощных накопителей энергии // ПТЭ.-1998г.-№5-с. 83

65. Егоров О.Г. Способ вывода энергии из индуктивного накопителя энергии в нагрузку // Патент РФ №2194326 - дек. 2002 г.

66. Гилмур А. Достигнутые и ожидаемые характеристики вакуумно-дуговых размыкающих коммутаторов // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.87

67. Бочков В.Д., Дягилев В.М., Королев Ю.Д., Ушич В.Г. Мощные коммутаторы тока с низким давлением газа // ПТЭ. 1998 г. - №5 - с. 91

68. Бочков В.Д., Королев Ю.Д. Газоразрядный прибор с холодным катодом // Патент РФ. №2089003 - авг.1997 г.

69. Верещагин Н.М., Круглов С.А. Индуктивный накопитель энергии на тиратроне // Электроника: межвуз. сб. Рязань. - 2001 г. - с. 40

70. Фогельсон Т.Б., Бреусова JI.H., Вагин JI.H. Импульсные водородные тиратроны. М.: Сов. радио. 1974 г. - 212 с.

71. Ворончев Т.А. Импульсные тиратроны. М.: Сов. радио. 1958 г. - 164 с.

72. Свечников С.В. Газотроны и тиратроны. Киев: Гостехиздат. 1961 г. -324 с.

73. Арефьев А.С., Москвичева Т.Н., Сенин П.В., Юдаев Ю.А. Смесь газов для наполнения газоразрядных приборов // Патент РФ №2146405 -март 2000г.

74. Журавлев С.Н., Ивлюшкин А.Н., Крютченко О.Н. и др. Катод газоразрядного прибора // Патент РФ №2179765- февр. 2002г.

75. Валькова С.В., Тетерин Е.П., Громова Н.Е., Якушев Н.С. Материал для электродов газоразрядных приборов // Патент РФ №2101796 -янв. 1998 г.

76. Головина JI.C., Полякова А.А. Водородные тиратроны за рубежом. М.: ЦНИИ «Электроника». 1976 г. - 37 с.

77. Фогельсон Т.Б. Управляемый газоразрядный прибор // Авт. свид. СССР №203081 -сент. 1967г.

78. Меноун Г. Обзор развития газовых коммутаторов // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.56

79. Темкин С.Е. Импульсные модуляторные лампы. М.: Военное издательство министерства обороны СССР. 1960 г. - 94 с.

80. Кридон Д., Шнайдер С. Тиратроны с адиабатическим режимом работы и мегаваттной средней мощностью // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.81

81. Бочков В.Д., Колесников А.В., Королев Ю.Д. и др. Исследование предпробойных токов в псевдоискровых разрядниках // ЖТФ. 1997 г. - т.67 - №10 - с.26

82. Klimenko К.А., Kolesnikov A.V., Korolev Yu. D. et al. // XX Inter. Conf.140on Phenomena in Ionized Gases. Contributed papers. Pisa 1991. - p. 492

83. Mechtersheimer G., Kahler R., Lasser Т., Meyer R. // J. Phys. E. 1986. -v. 19-p.466

84. Bochkov V.D., Frants O.V., Geiman V.G., Korolev Yu.D.,et al. Parralel operation of sealed-off pseudospark switches onto common load // Proc. XVIIth Intern. Symp. on Discharges and Electr. Insulat. in Vacuum Berkeley CA, U.S.A. 1996. - v.2. - p.974

85. Kirkman G.F. and Gundersen M.A. A low pressure, light initiated, glow discharge switch for high power applications // Appl. Phys. Lett., 1986. -Vol.49-p.494

86. Hartmann W., Romheld M., Rohde K.-D. Higt-efficiency high-voltage pulse generator based on a fast recoveiy pseudospark // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. - v.28 - p. 1481

87. Bergman K., Muller M., Neff W. Electrode phenomena and lifetime considerations in a radial multichannel pseudospark // IEEE Trans. Plasma Sci.-2000.-v.28-p.1486

88. Тебелева A.H., Славнова C.B., Пожарская Г.Т., Mooc Е.Н Холодный катод для газоразрядных приборов // Патент РФ №1777502 июль 1994г.

89. Лапшин Е.И., Чумакова Т.И. Псевдоискровой разрядник // Патент РФ №2082253-июнь 1997г.

90. Грановский B.JI. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука.-1971 г.-543 с.

91. Анитов Н.М. Исследование явления обрыва дуги в импульсных водородных тиратронах. Дис. канд. техн. наук. Рязань. - 1973 г. -202с.

92. Золотухин Г.Н., Тихомиров Ю.В., Шадрин Н.И. и др. Исследование особенностей токопрохождения в газоразрядных коммутаторах с повышенной крутизной токового импульса // Вакуумная и плазменная электроника: межвуз. сб. Рязань. - 1986 г. - с. 54

93. Золотухин Г.Н. О механизме протекания тока через диафрагмированный разрядный промежуток // Вакуумная и плазменная электроника: Межвуз. сб. Рязань. - 1989 г. - с. 59

94. Фитч Р. Проблема шумов в измерениях мощных импульсных систем // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.217

95. Макговерн П. Наносекундные пассивные пробники напряжения // Импульсные системы большой мощности. Сборник статей. М.: «МИР», 1981г., с.231

96. Вишневский А.И., Руденко B.C., Платонов А.П. Силовые ионные и полупроводниковые приборы. М.: «Высшая школа», 1975 г. -343 с.

97. Физика. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М.Прохоров. 4-е издание - М.: Большая Российская энциклопедия, 1998 г. - 944 с.

98. Грановский B.JI. Электрический ток в газе. М.: Гостехиздат, 1952 г. -432с.

99. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987 г. 592 с.

100. Ховатсон A.M. Введение в теорию газового разряда: Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1980 г. - 182 с.

101. Мик Дж., Крэгс Дж. Электрический пробой в газах: Пер. с англ. М.:142

102. Издательство иностранной литературы, 1960 г. 624 с.

103. Добрецов JI.H., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966 г. 564 с.

104. Архангельский А.Я. 100 компонентов общего назначения Delphi 5. М.: «БИНОМ», 1999 г. 272 с.

105. Культин Н.Б. Основы программирования в Delphi 7. СПб.: БХВ-Петербург, 2004 г. 608 с.

106. Анитов Н.М., Арефьев А.С., Шадрин Н.И. Поперечное распределение плотности тока пучка в газоразрядном столбе диафрагмированного промежутка // Электронная техника 1978 г. - Вып.8 - с.ЗЗ

107. Анитов Н.М., Зайцев И.А., Николаев А.А. и др. Исследование токовой загрузки щелевой диафрагмы в разряде низкого давления // Электронная техника 1976 г. - Вып.З - с. 13

108. Анитов Н.М., Арефьев А.С., Павлов М.Б. и др. Исследование направленной составляющей электронного тока в газоразрядном диафрагмированном промежутке // Электронная техника 1978 г. -Вып.8 - с.25