專利名稱：閘流管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閘流管。
閘流管是一種用以切換大電流的裝置。閘流管有一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極，該兩電極之間至少有一個(gè)控制柵極，各電極都裝在充有氣體(一般為氫氣)的陶瓷或玻璃外殼中。使用閘流管時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極與陰極之間加上電壓而需要使電流截止時(shí)，給單個(gè)或多個(gè)控制柵極加以偏壓電位，以防氣體擊穿。要切換通過裝置的電流時(shí)，控制各柵極上的電位，使氣體擊穿，在陰極與陽(yáng)極之間形成放電通路(也叫導(dǎo)電通路)。
本發(fā)明旨在提供一種經(jīng)改進(jìn)的閘流管。
按照本發(fā)明，提供了一種閘流管，該閘流管有一個(gè)陰極與一個(gè)圍繞著軸線而軸向配置的陽(yáng)極，兩個(gè)電極之間有一個(gè)屏蔽構(gòu)件，設(shè)計(jì)成使閘流管導(dǎo)通時(shí)有一個(gè)折疊形的放電通路形成在陰極與陽(yáng)極之間，從而使部分的放電通路在軸向上重疊。
應(yīng)用本發(fā)明的閘流管，由于其折疊形的放電通路結(jié)構(gòu)使通路的電感很小，因而能夠較快地進(jìn)行切換。它還可以使阻抗與電路達(dá)到最佳匹配。通過共軸線配置方式而形成的對(duì)稱結(jié)構(gòu)尤其能使電感降低，同時(shí)也使整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊。
重疊部分可以只占整個(gè)放電通路較小的一部分，然而增加重疊部分可以減小電感。
本發(fā)明的閘流管還能傳導(dǎo)具有較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間的電流脈沖。當(dāng)普通閘流管導(dǎo)通時(shí)，氣體分子趨向于遷移到閘流管的陽(yáng)極端，這可能導(dǎo)致通過閘流管的電流在脈沖結(jié)束之前遏止。
本發(fā)明折疊形的放電通路有利于氣體分子通過閘流管反復(fù)循環(huán)，從而減低了遏止的風(fēng)險(xiǎn)。氣體分子將沿著放電通路的方向行進(jìn)，并且借助設(shè)置的許多小孔眼或其它孔口，氣體分子就可以繼續(xù)循著該方向通過陽(yáng)極，從而被引導(dǎo)回到陰極區(qū)。
放電通路的折疊角度最好約為180°。這樣，在折疊區(qū)電流就完全反向，從而使電感減小。然而如果在軸向上存在一定的重疊，則放電通路折疊的角度小于180°時(shí)也能有效地減小電感。
在大電流情況將產(chǎn)生收縮效應(yīng)(pincheffect)，這時(shí)，與電流相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)會(huì)將載流子吸引到一起，從而限制了裝置的導(dǎo)電能力。折疊形的放電通路(尤其是當(dāng)放電通路取薄層導(dǎo)電的形式時(shí))趨向于起對(duì)抗該收縮效應(yīng)的作用，從而增大通過閘流管的電流。
應(yīng)用本發(fā)明可以把閘流管的一個(gè)或多個(gè)控制柵極表面設(shè)置在氣密性外殼外面，或使其可以從閘流管外面接近。這樣，一個(gè)或多個(gè)柵極的冷卻就可以通過令氣體或液體流遍整個(gè)外表面而實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在陽(yáng)極與陰極之間設(shè)置一個(gè)控制柵極，它在縱向軸線上與陽(yáng)極和陰極間隔一段距離，其表面基本上垂直于縱向軸線。柵極可包括一個(gè)沿裝置軸線配置的圓盤，并包括一個(gè)繞圓盤配置的元件，從而使得在圓盤和該元件之間形成環(huán)形窗孔。普通的閘流管中的第一柵極通常具有多個(gè)彼此為輻板所隔開的溝槽，供支撐柵極的內(nèi)盤之用。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，由于無需去支撐各支柱，所述環(huán)形窗孔可制成圍繞著中心盤的完整的環(huán)。這樣，在圓盤大小和窗孔寬度確定的情況下可得到較大的窗孔面積，同時(shí)可在不受柵極結(jié)構(gòu)的其它部分干擾的情況下使得通過溝槽均勻?qū)щ姟?br> 在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施例中，陽(yáng)極本身可以是氣密性外殼的一部分，從而便于陽(yáng)極冷卻，或者陽(yáng)極的某些部分延伸到外殼，從而便于冷卻。
本發(fā)明可應(yīng)用于其它形式的閘流管。舉例說，閘流管可以采用一個(gè)空心陽(yáng)極，使電流可以雙向傳導(dǎo)，或者可以把閘流管制造成兩端各有一個(gè)筒形陰極，陽(yáng)極在兩個(gè)陰極之間。在另一種雙端式閘流管中，兩個(gè)電極分別既可用作陽(yáng)極也可用作陽(yáng)極，完全由流經(jīng)閘流管電流的方向而定。各電極例如可含有熱離子材料，而且附帶著作為陰極用的加熱元件，同時(shí)具有適宜作為陽(yáng)極使用的一個(gè)表面。
現(xiàn)在參看附圖通過舉例說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些方法。
附圖中，

圖1、2、3、4和5示意地表示出了本發(fā)明的各不同閘流管的縱向剖視圖。
參看圖1。本發(fā)明的閘流管包括陰極1，熱屏蔽件2圍繞著陰極1，陰極1的正向表面3(如圖所示)朝上，電子在閘流管工作期間即從表面3上發(fā)射出來。閘流管還包括一個(gè)空心筒形陽(yáng)極4，圍繞閘流管的縱向軸線X-X而共軸線配置在陰極1的周圍。陽(yáng)極4的軸向長(zhǎng)度比陰極1的大，在空間上與其共同延伸。單控制柵極5有一個(gè)盤形的中間部分6面向著陰極1的發(fā)射電子的表面3，且基本上垂直于縱向軸線X-X。柵極5還有一個(gè)向上延伸的壁7，且連同筒形陶瓷壁8和端板9一起形成閘流管氣密性外殼的組成部分。與柵極5的連接是經(jīng)引線10而實(shí)現(xiàn)的。冷卻流體能夠流遍柵極5的外表面。
筒形擋板11插入熱屏蔽件2與陽(yáng)極4之間的部位，且在閘流管工作期間使其保持在陰極電位。
工作期間，經(jīng)過引線10往柵極5加上偏壓電位，從而使陰極1與陽(yáng)極4之間當(dāng)加上電壓時(shí)，氣體不被擊穿，因而閘流管不導(dǎo)通。當(dāng)要觸發(fā)閘流管使其導(dǎo)通時(shí)，往柵極5上加觸發(fā)脈沖，使氣體擊穿，從而在陰極1與陽(yáng)極4之間形成放電通路。
本發(fā)明閘流管具有這樣的結(jié)構(gòu)放電通路折疊180°，從而形成軸向長(zhǎng)度為a的重疊部分，如圖中虛線所示。
閘流管在陰極支架處有孔眼12。在導(dǎo)通期間，氣體在閘流管內(nèi)循環(huán)，即從陰極1到陽(yáng)極4循著導(dǎo)電通路前進(jìn)，然后通過孔眼12返回到陰極區(qū)，使閘流管在加上電流脈沖的整個(gè)脈沖持續(xù)期間持續(xù)導(dǎo)通。
參看圖2，這是本發(fā)明與上面圖1類似的另一種閘流管。該閘流管有兩個(gè)控制柵極13和14，以增強(qiáng)對(duì)導(dǎo)電過程的控制，加到各控制柵極的電位按普通閘流管的方式進(jìn)行控制。陰極17和陽(yáng)極15之間的放電通路用虛線表示。陽(yáng)極有一個(gè)延長(zhǎng)部分16徑向地向外延伸，冷卻劑可流遍其外表面上。與陽(yáng)極15連接和與陰極17連接的接頭配置得彼此相當(dāng)近，間隔距離為b。這種配置方式使電感小，有利于阻抗與電路相匹配。
參看圖3，另一種具折疊放電通路的閘流管有一個(gè)空心陽(yáng)極18，里面充有一定容積的氣體19。閘流管導(dǎo)通期間，在該容積的氣體中形成等離子體。若瞬時(shí)地往閘流管兩端加上反向電壓，則閘流管反向?qū)?，從而減小或消除不加反向電壓時(shí)可能造成的對(duì)陽(yáng)極表面的破壞。
參看圖4，本發(fā)明閘流管的兩端有兩個(gè)筒形陰極20和21，兩個(gè)陰極之間配置有陽(yáng)極22。這種閘流管呈共軸線的筒形結(jié)構(gòu)，且各陰極20和21與陽(yáng)極22之間形成的各放電通路都包括自身反折的部分，從而使閘流管的電感減小。
參看圖5，另一種閘流管的陽(yáng)極23和陰極24共軸線配置，兩個(gè)電極與控制柵極26之間有一個(gè)筒形擋板25。這種閘流管的陽(yáng)極23安置在空心陰極24之中，擋板25也起陰極熱屏蔽件的作用。
權(quán)利要求
1.一種閘流管，包括一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極，其特征在于，陰極和陽(yáng)極圍繞一個(gè)軸線而共軸配置，兩個(gè)電極之間配置有一個(gè)屏蔽件，使得閘流管導(dǎo)通時(shí)在陰極與陽(yáng)極之間形成折疊形的放電通路，從而使部分的放電通路在軸向上重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的閘流管，其特征在于，陽(yáng)極呈筒形，且配置在陰極外面。
3.如權(quán)利要求1所述的閘流管，其特征在于，陰極呈筒形，且配置在陽(yáng)極外面。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，部分的放電通路在垂直于陰極電子發(fā)射表面的方向上重疊。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，放電通路折疊大約180°。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，它包括一個(gè)控制柵極，該控制柵極有一個(gè)基本上平行于陰極的電子發(fā)射表面的平面表面。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，它包括一個(gè)控制柵極，該控制柵極有一個(gè)表面處在閘流管氣密性外殼外。
8.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，陽(yáng)極中裝有一定容積的氣體，在閘流管工作期間，在該一定容積的氣體中形成等離子體。
9.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，陽(yáng)極的一個(gè)表面處在閘流管外。
10.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，它包括第二陰極，該第二陰極與陽(yáng)極共軸線配置，第二陰極與陽(yáng)極之間具有折疊形的放電通路，從而使得該放電通路在軸向上形成重疊。
11.如權(quán)利要求1、2或3所述的閘流管，其特征在于，閘流管具有電極支架，該電極支架具有供氣體循環(huán)流通的孔眼。
全文摘要
一種閘流管，其中陽(yáng)極4與陰極1和控制柵極5共軸線配置。在導(dǎo)通期間，在陽(yáng)極與陰極之間形成折疊形的放電通路，放電通路的重疊部分的軸向距離為a。這種結(jié)構(gòu)使閘流管的電感減小，從而縮短了開關(guān)時(shí)間。
文檔編號(hào)H01J17/50GK1070767SQ9210946
公開日1993年4月7日 申請(qǐng)日期1992年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月13日
發(fā)明者L·J·凱特爾 申請(qǐng)人:Eev有限公司