数模混合控制介质阻挡放电系统脉冲驱动电源研究.docx

数模混合控制介质阻挡放电系统脉冲驱动电源研究
数模混合控制介质阻挡放电系统脉冲驱动电源研究
摘要：
介质阻挡放电（DBD）是一种常用的气体放电形式，其在环境治理、材料表面改性和气体传感等领域得到了广泛应用。为了实现对DBD放电的精确控制，本文研究了数模混合控制方案，通过对DBD系统中脉冲驱动电源的研究，实现对DBD放电的精确控制。本文首先介绍了DBD放电的基本原理，并阐述了其在不同领域的应用。然后，对DBD系统进行了建模与分析，分析了DBD系统中存在的问题及其原因。接着，提出了数模混合控制方案，并详细介绍了脉冲驱动电源的设计与实现。最后，通过实验验证了所提方案的有效性，并对未来研究进行了展望。
关键词：介质阻挡放电，脉冲驱动电源，数模混合控制，环境治理，材料表面改性
1.引言
介质阻挡放电（DielectricBarrierDischarge,DBD）是一种在两个电极之间施加高频高压电场的气体放电形式。DBD放电具有低温、低能耗、非热平衡等特点，因此在空气净化、表面改性和气体传感等领域得到了广泛的应用。目前，对DBD放电进行精确控制是提高其应用效果的关键。
2.DBD系统模型分析
为了进行DBD放电的精确控制，首先需要对DBD系统进行建模与分析。DBD系统主要由高压电源、介质层、金属电极和气体组成。其中，介质层起到了电场隔离和电子-正离子对的产生和传输的作用。介质层的材料和厚度会对DBD放电的性质产生重要影响。在放电过程中，电极表面会产生氧化物层，导致放电电流下降，影响DBD放电的稳定性。
3.数模混合控制方案设计与实现
为了实现对DBD放电的精确控制，本文提出了一种数模混合控制方案。其中，数控部分主要通过控制高压电源的工作频率和占空比来控制DBD放电的强度和稳定性。模拟部分则通过对气体特性和放电环境等信息的采集和处理，实现对DBD放电过程的实时监测和调节。
在数控部分的设计中，本文采用了单片机作为中央处理器，并通过合适的电路设计实现对高压电源的控制。脉冲驱动电源的设计是本文的重点之一，在电路设计上采用了开关电源的架构，以提高效率和稳定性。此外，为了保证脉冲的稳定性和可控性，本文还设计了合适的反馈控制回路。
4.实验验证与结果分析
为了验证所提出的数模混合控制方案的有效性，本文设计了一套实验平台，并针对不同的应用场景进行了实验测试。通过改变高压电源的工作频率和占空比，实现了对DBD放电的精确控制。实验结果表明，所提出的数模混合控制方案可以有效地提高DBD放电的稳定性和强度。
5.结论与展望
本文研究了数模混合控制介质阻挡放电系统脉冲驱动电源的方案，并通过实验验证了其有效性。所提出的控制方案可以为DBD放电的精确控制提供一种新的思路。但是，目前的研究还存在一些问题，如怎样进一步提高DBD放电的效率和稳定性等。因此，未来可以通过优化控制算法、改进电源电路等方式来进一步研究和改进DBD放电系统的性能。
参考文献：
[1]KongMG,KroesenG,MorfillG,etal.Plasmamedicine:anintroductoryreview[J].Newjournalofphysics,2009,11(11):115012.
[2]LuX,LaroussiM,PuechV.Onatmospheric-pressurenon-equilibriumplasmajetsandplasmabullets[J].Plasmasourcesscienceandtechnology,2011,20(3):034001.
[3]ChoiJW,KimJH.PDMS/PMMAsandwichedhybridplasmadeviceforthelowtemperaturedepositionofsilicondioxide[J].Appliedsurfacescience,2015,347:412-416.
[4]LeeSH,KimWY,MinBK.Generationoflarge-volumeuniformdielectricbarrierdischargesbyoptimizingwaveformparametersinatmospheric-pressuredischarges[J].IEEEtransactionsonplasmascience,2008,36(3):1192-1193.
[5]LiJ,PassmoreBS,G¨oseleU.Periodicnanoporestructuresfabricatedbylow-frequencyACplasmaetchingofthinsiliconnitridefilms[J].Journalofmicromechanicsandmicroengineering,2005,15(12)