介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)称为无声放电,它是将绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电。应用中只要在放电电极上施加交流高电压,极板间的气体被击穿形成放电,从而在大气压下产生低温等离子体。目前,DBD已被应用于准分子灯、臭氧发生器、在环境工程、材料表面改性和农业育种等领域也有良好的应用前景。近年来,随着电力电子技术的发展,DBD电源已由传统的工频升压电源和中低频逆变电源发展到具有更高效率,更高功率的高频逆变电源。高频逆变电源可以减小系统体积,提高能量密度。本文将依据宽气隙负载设计高频高压逆变电源并研究宽气隙条件下的等效模型和负载特性。本文的主要研究内容如下:1、DBD电源主体结构设计。详细对比串联谐振和并联谐振的优缺点并依据实验条件选择串联拓扑结构;从负载工作模式出发,选择弱感性或者谐振模式;从调功方式出发,选择PWM脉冲宽度调制的调功方式。2、DBD样机进行硬件设计及参数选择。主要介绍了整流滤波电路的参数选择,全桥逆变电路的设计,隔直电容的选择,高频变压器的选取与设计,控制部分的PWM脉冲控制电路和频率跟踪电路的设计。3、负载的参数测量与等效模型的建立。该部分主要利用Lissajous图形法获取稳态时的放电负载参数,等效电容与等效电阻等电学参数。研究结果表明,稳态工作时的放电负载可等效为电容电阻相串联的等效模型,并依据负载模型对负载特性进行分析。4、等效模型的研究。从等效模型的原理出发,分析了气隙电容电阻对负载特性的影响,通过matlab进行仿真,得到气隙电阻对负载特性的影响,并为负载特性研究提供新的思路。最后设计了一款放电功率为2kW,谐振频率约为40kHz的DBD电源样机。并研究了不同放电条件下的负载特性。