[發明專利]一種低溫等離子體發生裝置及運行方法

在審

• 申請號: 201610779507.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107787108A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 柳繼紅
• 申請（專利權）人: 柳繼紅
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于氣體放電與應用技術領域，涉及一種基于大氣壓介質阻擋放電的低溫等離子體發生裝置，本發明還涉及一種低溫等離子體發生裝置的運行方法。

背景技術

近年來等離子體被廣泛地應用于半導體制造、物質材料表面清理與改良、殺菌、臭氧合成、廢氣凈化、廢水凈化等領域。等離子體技術在上述眾多領域的成功應用緣于等離子體的非平衡特性。特別是基于介質阻擋放電技術低溫等離子體發生器在臭氧合成、廢氣凈化、廢水凈化領域應用廣泛，實際處理大流量氣體時通過增加介質阻擋放電裝置并聯數量達到使用要求。由于一個電源驅動多個并聯的介質阻擋放電裝置的技術方案，具有處理流量大、設備成本低廉的優點，被需要處理大流量氣體的應用領域廣泛采用；但是由于介質阻擋放電裝置負載特性是負阻抗特性，以及因材料及制造誤差引起的介質阻擋放電裝置的特性差異，工作時會使并聯中部分介質阻擋放電裝置先行放電，隨著放電電壓升高介質阻擋放電裝置的等效阻抗減小，使先行放電的介質阻擋放電裝置放電功率劇烈增加，受電源內阻的限制，導致其他并聯使用介質阻擋放電裝置放電功率小，甚至不放電。為了提高放電均勻性，雖然現有技術通過減小放電間隙、預電離的方法，縮小并聯的介質阻擋放電裝置放電功率差異，但是沒有克服介質阻擋放電裝置負阻抗負載特性的影響，一個電源驅動多個并聯的介質阻擋放電裝置的技術方案的介質阻擋放電裝置中仍然存在放電功率差異大、對激勵電源要求高、單個介質阻擋放電裝置處理流量小、系統運行維護管理難度大的缺點。

發明內容

本發明的目的是：針對現有低溫等離子體發生裝置的不足，提供一種低溫等離子體發生裝置及運行方法。相比現有技術具有放電功率一致、激勵電源的要求低、單個介質阻擋放電裝置處理流量大及運行維護管理簡單的優點。

本發明技術解決方案是：本發明一種低溫等離子體發生裝置，包括電源控制部分和放電模塊部分；所述電源控制部分包括電源變換電路、控制電路、功率變換電路、變壓器、溫度傳感器、顯示操作模塊、通訊接口，所述放電模塊部分包括多組并聯連接的介質阻擋放電單元，其特征在于：介質阻擋放電單元包括介質阻擋放電裝置、可調電感組，所述介質阻擋放電裝置與可調電感組串聯連接，使介質阻擋放電單元運行于固定的工作頻率、工作電壓下時其阻抗呈固定阻抗特性，克服了介質阻擋放電裝置直接并聯連接使用時阻抗呈負阻抗特性的缺陷；所述電源控制部分的變壓器與并聯連接的介質阻擋放電單元連接。

基于上述基本方案，本發明還做如下限定和改進：

所述介質阻擋放電單元的介質阻擋放電裝置可以是同軸管式介質阻擋放電裝置，也可以是平板式介質阻擋放電裝置或管管式介質阻擋放電裝置。

所述介質阻擋放電單元的可調電感組與介質阻擋放電裝置其中一個電極串聯連接，或者將可調電感組分成兩組分別與介質阻擋放電裝置的兩個電極串聯連接。

所述電源控制部分通過匹配諧振電容與變壓器漏感的參數使其串聯諧振頻率及運行頻率，等于介質阻擋放電單元的介質阻擋放電裝置放電時的等效電容與可調電感的串聯諧振頻率，與放電模塊部分匹配運行；或者通過匹配諧振電容與變壓器漏感的參數使其串聯諧振頻率及運行頻率，小于介質阻擋放電單元的介質阻擋放電裝置放電時的等效電容與可調電感的串聯諧振頻率，與放電模塊部分匹配運行。

本發明進一步的改進在于，不使用諧振電容，電源控制部分通過匹配運行頻率等于變壓器漏感、放電模塊部分等效電容、放電模塊部分等效電感的串聯諧振頻率，與放電模塊部分匹配運行。

本發明進一步的改進在于，可調電感組由多個電感串聯組成其中有至少有一個電感量可調。

本發明進一步的改進在于，介質阻擋放電單元還可以由：一個可調電感組與多個電并聯連接的介質阻擋放電裝置串聯連接組成。

本發明還提供一種低溫等離子體發生裝置的運行方法，包括自檢及運行監控過程。