Электронно-лучевая лампа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ( I (((,.— =:. и с.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 29. 05. 78 (21) 2615402/18-25 (51) М. Кд.з

Н 01 Э 21/10 сприсоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300782. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30.07.82

l 3) УЯК 621 ° 384 (088.8) 72) Авторы

В.И. Переводчиков, П.И. Акимов, Д.А. Скибнтянский, (54) ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ЛАИПА

Изобретение относится к электронике, в частности к электроннолучевым вентилям и коммутаторам, и предназначено для использования в мощных преобразовательных.: схемах.

Известны электроннолучевые высоковакуумные приборы, которые имеют катод, анод, выполненный в виде ци линдра Фарадея, и расположенный между ними дополнительный электтзод с более высоким чем.на аноде потенциалом Г1).

Такой прибор формирует поток электронов в виде луча и имеет ограниченную эмиссионную поверхность катода, что не позволяет наращивать мощность до величин, диктуемых преобразовательной техникой.

Известны также электроннолучевые трубки, содержащие катод, фокусирующую систему, ускоряющий электрод и полый коллектор. Фокусирующая сис- тема прибора состоит из двух цилиндрических электродов, один из которых окружает катодный эмиттер, а второй установлен на входе в полый коллектор. Ускоряющий электрод круглого поперечного сечения с диаметром меньшиьт, чем катод, характеризуется отношением собственного диаметра к длине прохода для луча, меньшим единицы t2i.

Электронно-омические свойства

5 прибора в зоне ускорения и торможения пучка таковы, что характерные расстояния между катодом и уско- ряющим электродом, а также между ускорякядим электродом и полым коллектором (анодом) равны между собой, что ограничивает высоковольтность прибора и его КПД, а следовательно, и его мощность.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является электронная лампа, содержащая катод, собранный на цилиндрическом керне, управляющую и экранную сетку, совме ценные друг с другом, анод, на внутренней поверхности которого размеще-, ны камеры, образованные ребрами, расположенными перпендикулярно к поверхности катода, причем управляющая сетка снабжена металлическими элемеитами, расположенными в местах нсрмаль25 ной проекции каждого ребра анода на управляющую сетку. Расстояние от торцов ребер анодных камер до управ" ляющей сетки примерно равно расстоянию от управляющей сетки до като3О

947930

Такие устройства имеют существенное ограничение по максимально допустимому рабочему; напряжению и КПД. Повышение рабочего напряжения путем увеличения расстояния от анода до управляющей сетки и от нее до катода приводит к резкому уменьшению тока в лампе, а следовательно, и мощности.

Целью изобретения является увеличение мощности, высоковольтности 10 в КПД лампы.

Поставленная цель достигается тем, что в электроннолучевой лампе, содержащей катодный .узел, выполненный из лент, разблещенных на цилинд- 15 рическом керне, и многокамерный цилиндрический анод, каждая камера которого расположена против эмиттирующих частей катода, образующие коаксиальную систему, дополнительный э лектрод, выполненный в виде стерж20 ней, ленты катодного узла расположены по образующим керна и установлены в трубках, электрически соеди-. ненных с катодом, при этом геометрические параметры в лампе удовлетво25 ряют соотношениям: — = — (л); л(— 10 (2); е ь, (y) где a — ширина ленточного катода;

Ъ вЂ” ширина камеры анода на входе электронного пучка, с — расстояние между управляющим электродом и катодом;

Д - расстояние между управляющим электродом и анодом, В - глубина камеры анода в радиальном направлении.

Дополнительно в лампу вводится защитный электрод, выполненный в. 40 виде стержней, расположенных между анодом и управляющим электродом параллельно его стержням.

На фиг.1 дана электронно-оптическая система лампы; на фиг.2 - лампа, 45 общий вид; на фиг.3 — модуль лампы.

Электроннолучевая лампа содержит радиально расположенные модули 1, включающие в себя ленточные катоды

2, расположенные по образующим цилиндрической поверхности. Каждый катод 2 установлен в трубке 3 с сегментным вырезом вдоль образующей, при этом продольные торцовые поверхности среза трубок образуют прикатодный фокусирующий электрод. Управляющие электроды 4 выполнены в виде стержней, параллельных оси симметрии лампы. Каждому катоду 2 соответствуют два стержня управляющего электрода 4. В непосредственной близости от управляющего электрода 4 установлен защитный электрод 5, выполненный в виде цилиндра с.окнами, соответствующими каждому модулю лампы.

Входные щели в камеры б анода обра- 65 зованы перегородками 7 в виде сплю,— щенных трубок, установленных за защитным электродом 5. Каждая перегородка 7 является общей для двух соседних анодных камер б. Внутренняя цилиндрическая поверхность анода 8 образует дно отдельных камер б, являясь вакуумной оболочкой лампы, охлаждаемой хладагентом. Для улучшения теплоотвода от управляющего электрода 4 и перегородок 7 анодных камер б их изготавливают полыми и охлаждают циркулирующей жидкостью.

Общий вид прибора, соответствует варианту исполнения с числом модулей, равным 18. Изоляция анода осуществляется с помощью составного изолятора 9. На фланце 10 устанавливают изолятор 11 для ввода питания накала в лампу. Управляющий электрод

4 подключается через вывод 12. Теплоносителем в системе 13 охлаждения многокамерного анода является вода.

Лампа работает следующим образом.

От специального источника задается необходимый для отбора тока потенциал управляющего электрода 4.

В каждом модуле 1 формируется .ленточный электронный поток, который позволяет значительно увеличить пропускаемый через лампу ток, так как предельный устойчивый ток ленточного пучка растет с увеличением ширины пучка в предлагаемой лампедлины ленточного катода, которая может быть достаточно большой). Таким образом, при выбранной величине ускоряющего напряжения путем увеличения суммарной. длины ленточных катодов можно получить высокие плотности тока в единицн объема лампы. Пройдя управляющий электрод

4, электроны движутся в тормозящем поле анода, имеющем потенциал, промежуточный между катодом 2 и потенциалом управляющего электрода 4.

" Потенциал анода 8 выбирается пре.дельно близким к катодному,. но та-. кой величины, чтобы не происходило отражение электронного потока. Управление током, протекающим через лампу, осуществляется за счет изменения потенциала,на управляющем электроде 4, Расстояние между соседними стержнями управляющего электрода 4, выполненного в виде беличьей клетки, выбирается таким образом, чтобы исключить их бомбардировку первичными электронами. Длина участка торможения электронов пучка определяет уровень рабочего напряжения и, соответственно, электрическую прочность промежутка между управляющим элект-родом 4 и анодом 8. Ширина каждого секционированного электронного потока

5 б в тормозящем поле по мере приближе- ной оптики коэФфициент Ж пропорциония к аноду увеличивается, причем нален отношению расстояния от управпредлагаемое соотношение геометричес- ляющего электрода 4 до анода к раских параметров системы. ускорения стоянию от управляющего электрода 4 и торможения обеспечивает полное до катода 2, т.е. Z= — Очевидно, с3 прохо дение злектРонного ПУчка в соот вел чением отношения а будет рас ветствующую камеру анода. с увеличением отношения— ти КПД электроннолучевой лампы. Верх-

С няя граница отношения — с с предельным устойчивым током ленточ- С ного электронного пучка. Неравенст- лена возрастанием габаритов лампы во(2) характеризует высоковольтность )p и усложнением вакуумно-технологичеслампы, допустимую величину внешнего кой Обработки узлов. приложенного к аноду напряжения Электроннолучевая лампа обеспечии КПД. Неравенство (3) совместно, вает коммутацию тока порядка 150 А

Урав ением (1) хаРактеРизует гео- при напряжении 150 кВ. 4аксимальное метрию лампы в Режиме, когда практи- 5 значение напряжения На ускоряющем чески весь электронный поток попадает электроде составляет 5 кВ. Величина на дно анодной камеры, что приводит отношения ф- в данном случае равна к уменьшению вторичной эмиссии от 5 что позволяет увеличить расстоя системы аксиальных анодных перегоние между управляющим электродом родок 7.

20 и анодом до 60 мм. Соответственно, трическая прочность прибора доуправляющий электрод 4 в режиме, когв 200 кВ Выполнение соотношений ла управляющего электрода 4, испольразмеров анодных

25 (1) (2) а также наличие защитного

<ес<> связанный с катодом 2. Перех ат т о а вблиз ускоряющего электотраженных от анода электронов осурода, позв ществляется за счет минимума потенка пучка, оседающего в режиме тормоциала, возникающего на участке между анодом 8 и упРавляющим электродом 4. ока анода При работб прибора в катве мощного электроннолучевого и уровнем тока, отраженного от анокоммутатора КПД достигает величины

Ч = ю(4) ха д

Vma 3d где J — часть тока пучка, отражен- Формула изобретения

1.Э ная от анода и попавшая на

1 ускоряющий электрод 4; 1 ° Электроннолучевая лампа, содер0 - потенциал ускоряющего элект- жащая катодный узел, выполненный

40 из лент, размещенных на цилиндри3 „— ток лампы; ческом керне. и многокамерный цилиндbU — падение напряжения в лампе рический анод, каждая камера котоС в интервале проводимости; рого расположена против эмиттирующих

U „ — максимальное значение напря- частей катода, образующие коаксиальжения на аноде в закрытом 45 ную систему, и управляющий электрод, выполненный в виде стержней, о тВыражение (4) преобразуется к ви- л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения мощности, высоковольтду

q =?-B/й, (ь) ности и КПД лампы, ленты катодиого

Я узла расположены по образующим керна

У < "Ъэ

dU и установлены в трубках, электричесЕ=О +,;(б) ки соединенных с катодом, при этом .*

ХЭ геометрические пропорции в лампе т <4Х выполнены в соответствии с выраженияЖ= — „- (t) .55 ми а «с, <у

У.Э Ь d c — = —; 4< — 640- е Ь

Прямыми потерями тока луча на ускоряющем электроде 4 практически можно где a - ширина ленто а ленточного катода; пренебречь ° При заданной величине суммарных потерь торможения пучка Я, определяемой структурой электронно» Ж янке межд управляюоптической системы, КПД прибора зависит от величины ®, характеризующей отношение напряжения источника щим электродо кт о ом и анодом; питания к-потенциалу ускоряющего каме ы анода в раэлектрода 4. С точки зрения электрон- 65 дил р иальном направлении.

947930

ВНИИПИ Закаэ 5663/76 Тираж 761 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Электроннолучевая лампа по п.1, отличающаяся тем, что введен эащитный электрод, выполненный в виде стержней, расположенных между анодом и управляющим электродом параллельно его стержням.

Источники информации принятые во внимание при экспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

В 367482, кл, Н 01 J 21/10, 1973.

2. Патент США Р 3453482, кл,3155, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

9 229911660077, кл. Н 01 J 2211//1100, 1976 (прототип).