等离子体断路开关

等离子体断路开关（plasma opening switch; POS），工学-电气工程-﹝电工新技术﹞-脉冲功率-开关，利用在高真空阴阳极间注入密度在1012～1015厘米-3范围内的等离子体实现电流传导，并在10～100纳秒时间内迅速地从短路状态转换到开路状态的开断开关。等离子体断路开关的工作过程分为4个阶段，即电流传导、等离子体融蚀、增强融蚀和电子流磁绝缘阶段。电流传导阶段也称为开关闭合阶段，等离子体融蚀、增强融蚀和电子流磁绝缘阶段合称为开关断开阶段。①电流传导阶段（图a），将适当密度的等离子体注入开关区之后，等效的冲击电流源通过等离子体对储能电感放电。只要开关所传导的电流密度低于在相应情况下可预估的阈值，等离子体就相当于一个良导体。②等离子体融蚀阶段（图b），电流传导是通过一个处于阴极表面的称为“鞘层（sheath）”的电荷非中性区以双极空间电荷限制方式进行的，其中阴极是电子发射极，而等离子体则是离子发射极。当开关电流增长到足够大，以至于从等离子体发射出来的离子流达不到双极空间电荷条件所要求的密度时，鞘层就要变厚，试图提供更多的离子以满足该条件，此时，开关（鞘层）阻抗开始增大。