基于响应曲面中心组合设计的介质阻挡负载特征参数分析与优化

为了充分发挥介质阻挡放电(DBD)负载的性能,以高频脉冲激励作为介质阻挡负载的激励波形,以第一次放电时的负载电流幅值作为优化目标。基于响应曲面法中心组合设计建立数学模型,分析介质阻挡层厚度、脉冲电压幅值、脉冲升降沿时间和相对介电常数4个因素对高频脉冲激励下DBD负载第一次放电时负载电流幅值的影响,优化介质阻挡负载特征参数。结果表明,对DBD负载电流的影响强度从大到小依次为介质阻挡层厚度、脉冲电压幅值、脉冲升降沿时间、相对介电常数。在本文设定条件下,负载电流幅值的最大值8.692A在脉冲升降沿时间为200ns、脉冲电压幅值为4kV、介质阻挡层厚度为1mm、相对介电常数为8时获得。

一种适用于介质阻挡放电型准分子灯的双极性脉冲式供电电源

如何为介质阻挡放电(DBD)负载构建结构简单的高性能供电电源一直是DBD应用领域面临的难题。通过利用DBD负载呈容性这一特性,结合DBD负载对激励波形特殊需求的基础上,本文提出了一种适用于DBD负载的双极性脉冲式供电电源。该供电电源仅由一个直流电源、两个功率开关器件、两个二极管和一个升压变压器构成。为了在DBD负载上生成同时具有高上升率、下降率和间歇时间的高频高压双极性脉冲激励,本文设计了该供电电源的工作时序,并进行理论分析和以准分子灯为负载的实验装置来验证供电电源的可行性。实验结果表明,本文构造的供电电源不仅能在准分子灯上生成期望的脉冲激励,而且实现了所有功率开关器件工作在软开关状态。此外,本文构造的供电电源除了具有元器件少的优点,而且能实现准分子灯放电光强线性调节和充分发挥准分子灯性能的特征。

一种适用于介质阻挡负载的脉冲式供电电源

相比于正弦激励电源,高频脉冲激励更能发挥介质阻挡放电(DBD)负载的性能,在DBD应用领域具有良好的应用前景,故提出了一种能在DBD负载上生成高频高压脉冲激励波形的供电电源。该供电电源是在传统单相半桥电流源型逆变电路的上桥臂中引入回馈二极管而形成的。通过选择合适的工作模态来控制DBD负载和升压变压器的漏感形成谐振电路的工作时序,进而在DBD负载上形成高频高压的脉冲激励波形。此处采取模态分析的方法分析出了供电电源生成高压脉冲激励的工作机理。为验证理论分析的正确性,以准分子灯为DBD负载搭建了实验样机进行了实验验证。实验结果表明,该供电电源不仅可在准分子灯上实现脉冲电压幅值为8kV、频率为200kHz的脉冲激励,而且能实现DBD负载独有的阻容特性和脉冲变压器漏抗的有效利用。