ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №11

УДК: 621.387.3

17-я Международная конференция

«Газоразрядная плазма и ее применения»

Екатеринбург, Россия, 8-12 сентября 2025

влияние частоты повторения импульсов
на коммутационные характеристики
в высоковольтном коммутаторе

П.А. Бохан, П.П. Гугин, Д.Э. Закревский, М.А. Лаврухин

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН
Россия, 630090, Новосибирск, пp. Академика Лавpентьева, 13

Статья поступила в редакцию 2октября 2025 г.

Аннотация. Работа посвящена исследованию влияния частоты повторения импульсов на коммутационные характеристики составного газоразрядного коммутатора эптрона, состоящего из секций полого катода и капилляра. Исследован диапазон частот 5-500 кГц при импульсном анодном напряжении до 30 кВ. Проведен сравнительный анализ межсекционного согласования условий зажигания и горения разряда при повышении частоты повторения импульсов и использовании предварительного разряда для повышения начальной концентрации электронов в катодной полости.

Ключевые слова: капиллярный разряд, плазменный катод, высоковольтный коммутатор, высокая частота, наносекундный импульс.

Финансирование: Исследование выполнено в рамках государственного задания FWGW-2025-0019 и при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 24-19-00037 (https://rscf.ru/project/24-19-00037).

Автор для переписки: Гугин Павел Павлович, gugin@isp.nsc.ru

Литература

1. Akiyama H., Sakugawa T., Namihira T., Takaki K., Minamitani Y., Shimomura N. Industrial Applications of Pulsed Power Technology // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. – 2007. – V. 14. – № 5. – P. 1051. https://doi.org/10.1109/TDEI.2007.4339465

2. Abadi M.R.Q.R., Marzebali M.H., Abolghasemi V., Anisi M.H. High-Voltage Pulse Generators for Electroporation Applications: A Systematic Review // IEEE Access. – 2022. – V. 10. – P. 64933. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3184015

3. Trigub M. V., Troitskii V. O., Karasev N. V. Atypical excitation mode of CuBr+ Ne and CuBr+ Ne+ HBr active media // Optical and Quantum Electronics. – 2023. – V. 55. – № 10. – P. 873. https://doi.org/10.1007/s11082-023-05086-z

4. Guo X., Zheng D., Blaabjerg F. Power Electronic Pulse Generators for Water Treatment Application: A Review// IEEE Trans. Power Electron. – 2020. – V. 35. – № 10. – P. 10285. https://doi.org/10.1109/TPEL.2020.2976145

5. Beckers F. J. C. M., Hoeben W. F. L. M., Huiskamp T. et al. Pulsed Corona Demonstrator for Semi-Industrial Scale Air Purification// IEEE Trans. Plasma Sci. – 2013. – V. 40. – № 10. – P. 2920. https://doi.org/10.1109/TPS.2013.2275035

6. Chanturia V. A., Bunin I. Z., Ryazantseva M. V. et al. Modification of Structural, Chemical and Process Properties of Rare Metal Minerals under Treatment by High-Voltage Nanosecond Pulses// J. Min. Sci. – 2018. – V. 53. – P. 718. https://doi.org/10.1134/S1062739117042704

7. Bokhan P. A., Gugin P. P., Zakrevskii Dm. E. et al. Frequency and energy characteristics of a Cu – Ne laser at different durations of the leading edge of the excitation pulse // Quantum Electron. – 2019. – V. 49. – № 8. – P. 749. https://doi.org/10.1070/QEL16987

8. Бохан П. А., Гугин П. П., Закревский Д. Э. и др. Исследование параметров объемного газового разряда высокого давления при частоте следования импульсов до 100 kHz // Письма в ЖТФ. – 2024. – Т. 50. – № 19. – С. 9. https://doi.org/10.61011/PJTF.2024.19.58648.19992

9. Bokhan, P. A., Gugin, P. P., Lavrukhin, M. A. et al. A high-voltage subnanosecond sharpener based on a combination of ‘open’and capillary discharges //Journal of Physics D: Applied Physics. – 2018. – V. 51. – № 36. – P. 364001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aad351

10. Бохан П. А., Гугин П. П., Закревский Д. Э. и др. Механизм субнаносекундной коммутации в эптроне // Письма в Журнал технической физики. – 2025. – Т. 51. – № 12. – С. 33-37. https://doi.org/10.61011/PJTF.2025.12.60611.20238

11. Bokhan P. A., Gugin P. P., Lavrukhin M. A. et al. Pulse-periodic gas discharge in atmospheric pressure helium with nanosecond excitation fronts //Physics of Plasmas. – 2023. – V. 30. – № 10. – P. 103506. https://doi.org/10.1063/5.0164607

12. Белкин В. С., Шульженко Г. И. Формирователи мощных наносекундных и пикосекундных импульсов на полупроводниковой элементной базе. Препринт ИЯФ им. Г. И. Будкера.- Новосибирск, 1991. –35 с.

13. Fitch R. A., Howell V. T. S. // Proceed. of the Institution of Electrical Engineers., IET Digital Library. – 1964. – V. 111. – № 4. – P. 849. https://doi.org/10.1049/piee.1964.0139

Для цитирования:

Бохан П.А., Гугин П.П., Закревский Д.Э., Лаврухин М.А. Влияние частоты повторения импульсов на коммутационные характеристики в высоковольтном коммутаторе. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.8