[发明专利]高压大功率射频开关

说明书

本发明涉及的是应用在高压大功率射频网络中的开关，着重要解决的是电弧和接触磨损问题。

本发明一个重要用途是应用在冷态切换窄的强脉冲射频电流。特别应用于固体劳伦-C转换器及类似产品。在更好的形式下，这种转换器包括一定数量的(8-64个)并联半周发生器，如美国专利4,001,598中描述的那样。这类发生器的输出与一个耦合/输出网络相连。为获得高可靠性，耦合/输出网络是有备份的，从一个到另一个耦合/输出网络的接通/点断就是使用的本发明这种大功率开关。当发生器部件失效时，这样的开关就可以有效地发挥作用了，否则该网络就被旁路。

为防止出现电弧，必须在整个触头面上施加较高的接触压力。以前是通过弹簧在接触表面施加接触压力的。这种作法必然产生强大接触插入力，以至产生很大的接触磨损。当开关处于打开的位置时，需有一个大的气隙来承受高的打开位置时的开关电压。长的接触行程加一大插入力不仅会导致过量的接触磨损，而且相应地会使开关动作减慢。

本发明避免使用接触弹簧施力，而改用一种新的连接/母线压紧装置。已经证明这种装置很好地避免了上述两种问题，并且使电接触达到出色的程度，开关的动作速度也远高于现有技术。

本发明目的在于提供一种新的改进的高压大功率开关，用于大电流射频脉冲电路及类似产品，其不产生接触磨损，且没有已知技术中电弧和开关速度慢等问题。而是提供足够的开关接触压力以便在基本上没有接触面磨损及高速开关状态下消除电弧。

本发明更进一步的目的在于提供一种改进的新型高压大功率射频开关，由新型的滑动连接/母线压紧结构来实现。

其它进一步的目的会在后面所附的权利要求中作更详细的说明。

现结合附图来对本发明加以说明，图1是一个简单的轴侧投影图，用来说明本发明中的母线接通结构。

图2a和2b是连接片插入位置图。

图3是本发明开关的连接片/母线压紧系统纵剖面图。

图4是按照图1-3的原理工作的较佳实施例的开关的轴侧图。图中：1、1号连接片2、1号输入母线3、1号输出母线4、2号输入母线5、2号输出母线6、2号连接片7、接触表面8、1号块9、2号块10、3号块11、金属螺纹筒12、间隙12、间隙13、扭矩马达14、伞形齿轮组15、止推轴承16、紧急手功杆17、移动拉杆18、滑动支架19、螺纹不锈钢轴20、连接臂21、压力轴

本发明涉及一个高压大功率射频开关包括：第一对沿轴向延伸的共平面的输入和输出导体母线接片，其相邻的端部不接通；第二对相似的共平面的沿纵向延伸的输入输出母线片也不接通，垂直置于第一对母线下面，且与第一对母线片对齐；第一和第二对连接片侧向水平排列在母线片旁边且位于上下平面内，且该上下平面与相应的上下母线片的上下表面间有微小间隙，一个使上、下连接片水平移动横向覆盖在上、下母线相邻端部的装置；和一个向上加压使连接片压紧在所述的第一、第二对母线片的上下表面上，且与之有接通以使开关闭合的装置。

下面详细阐述这种装置的最佳实施例及特征。

母线切换的情况如图1所示。其中有两个垂直分布的插入板和一个平行的导电平板，沿轴向延伸的母线，叫做1号输入母线和2号输入母线。例如，把输入母线与射频发生器输出网络连接起来，可能要求把该网络分别转接到称之为1号输出母线和2号输出母线的共平面母线上。这两对并行排列在一起的共平面母线可以被大略表示为两个可以连接的平板连接片，它们称为1号连接片和2号连接片。若要合上母线开关，1号和2号连接片必须横向插入，然后分别与1号和2号输入、输出母线连通(即物理位置相重叠)，如图1中用虚线表示。但是，要有高的接触压力，以防产生电弧。

母线的典型尺寸一般为7.6厘米(3英寸)宽，0.64厘米(0.25英寸)厚。当开关处于打开位置时，未接触的输入和输出母线端部之间及连接片与母线之间的距离要等于或大于5.1厘米(2英寸)，以承受开关打开时的高电压。为得到这样大的距离和高的接触力，同时还要使开关快速动作，切换过程可以分为二个步骤：连接片横向插入相应的轴向延伸的输入输出母线之间，以连接起它们，且垂直地把连接片与相应的母线压在一起并接通。