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大气压放电不需要昂贵的真空装置,可以产生高活性的低温等离子体,是目前国际等离子体领域的研究热点之一。供电电源是大气压放电装置的重要组成部分,其中脉冲电源因注入功率大、能量效率高、产生更多的活性粒子,是驱动大气压等离子体发生装置的优质供电电源。由于市场对大功率且稳定运行的脉冲电源的不断追求,脉冲功率技术发展迅速。基于TLT(Transmission Line Transformer)的脉冲功率技术,可以实现串并联多种灵活输出方式,同时与反应器之间形成良好的匹配和较高的转换效率,在等离子体废气、废水处理等应用中,展现了不错的前景。本文从电路原理到设计实施,研制了一套高效可靠脉冲等离子体源,主要包括初级微秒脉冲源和单开关TLT纳秒脉冲源,分别可用于等离子体射流杀菌和挥发性有机物VOCs(Volatile Organic Compounds)的处理,在开展大气压下脉冲放电等离子体应用的同时,探究脉冲源的输出特性和能量效率,主要研究内容和结论如下：1)本文研制的初级微秒脉冲电源,输出脉冲宽度为0.5-10μs,峰值电压可达15 kV,脉冲极性正负可调,脉冲频率0.05-30 kHz连续可调；2)利用微秒脉冲电源产生的氦气等离子体射流可以高效杀灭琼脂平板表面的金黄色葡萄球菌,形成明显的杀菌斑,杀菌斑面积与脉冲电压、脉冲频率、氦气流量、处理时间正相关,与处理间距负相关,同时负极性脉冲放电比正极性脉冲有更好的处理效果。当脉冲电压为4-12 kV,脉冲频率为5-20 kHz时,氦气等离子体射流功率约为0.6 W-12.8 W。等离子体射流形貌与脉冲电压、脉冲频率、气体流量、脉冲极性紧密联系,当脉冲电压为12 kV、氦气流量为6 L/min时,正极性脉冲放电可以稳定产生长度约4 cm的等离子体射流。3)将调整后的初级微秒脉冲电源结合单开关TLT脉冲源输出至匹配电阻时,可输出宽度在纳秒量级的重复脉冲,脉冲上升时间约15 ns,脉冲宽度约30ns,串联输出时峰值电压可达20 kV,并联输出时峰值电流可达340 A,脉冲频率最高可到600 Hz,脉冲极性正负可调。4)TLT脉冲源由单级1.11 nF储能电容、单个三电极双间隙火花开关和2根RG 217同轴电缆组成,采用LCR触发回路。纳秒脉冲源驱动自制线筒反应器能够产生电晕放电,正极性脉冲下反应器放电能量效率最达87.3%,相应的负极性脉冲下能量效率仅为37.4%。在最高600 Hz频率下,反应器峰值输出功率为59.4 W。利用电晕放电等离子体处理苯乙烯,当能量密度达到27.4 J/L时,苯乙烯去除率达到98.6%。反应器在相同的能量密度下,负极性脉冲放电的处理效果最好；在相同的输入能量下,正极性脉冲放电的处理效果最好。