论文部分内容阅读
低温等离子体由于其自身的电学和物理特性,在环境污染治理、生物医学、材料改性和制备及流动控制等领域具有广泛的应用前景及独特的优越性。而脉冲激励源相比于其他激励源,所产生的低温等离子体在电子能量、瞬时功率、放电均匀性和稳定性等方面有较大优势。因此,本文面向不同的低温等离子体应用,设计了两套全固态微秒脉冲源。 脉冲功率源随着应用需求的改变而不断发展,而不同应用的负载特性的差异,促使脉冲功率源在原理设计、参数设计、结构设计等方面不断进步。脉冲电源的实现方案主要有:开关转换、脉冲叠加和脉冲整形。本文采用脉冲变压器对脉冲进行升压和压缩,从而输出一个高压微秒脉冲。主要内容包括以下三个方面: (1)脉冲电路的设计和搭建,包括脉冲成形电路、吸收保护电路、脉冲转换电路等的设计、分析、仿真和搭建,以及光触发电路的设计; (2)脉冲变压器的研制,包括脉冲变压器磁芯的磁化分析、损耗分析,不同磁芯材料的差异性比较,磁芯材料选择,磁芯体积计算,变压器绕组设计,并建立脉冲变压器的仿真模型; (3)样机的搭建和测试,设计了两套脉冲电源,分别是应用于Plasmajet的小功率脉冲电源(电压幅值0~20 kV、重复频率0~2 kHz、脉宽8 us、输出功率200 W),和应用于大面积介质阻挡放电(DBD)的大功率脉冲电源(电压幅值30 kV、重复频率0~10 kHz、脉宽8 us、输出功率3 kW),分别对两套电源进行空载测试,分析其输出特性; 最后把两套电源应用于等离子体放电实验,对放电的电压、电流和图像特征进行分析。