用于放电等离子体的重频固态纳秒脉冲电源 被引量：6

1

作者 李帅康 黄邦斗 +1 位作者 章程 邵涛 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期8-11,共4页

为提高放电功率、产生大面积等离子体,设计了一种高重复频率纳秒脉冲电源,其基本原理是采用高压截断法产生高压脉冲。选用通断速度较快的碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)产生纳秒级截断,进而可以大幅提高输出脉冲的重... 为提高放电功率、产生大面积等离子体,设计了一种高重复频率纳秒脉冲电源,其基本原理是采用高压截断法产生高压脉冲。选用通断速度较快的碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)产生纳秒级截断,进而可以大幅提高输出脉冲的重复频率;使用8个串联的MOSFET同步工作,以提高输出电压幅值。测试结果表明,该电源输出脉冲的电压幅值可达10 kV,脉冲上升沿约为12 ns,半高宽约为750 ns。负载为5 kΩ无感电阻时,连续运行重复频率可达100 kHz,爆发模式下重复频率可达1 MHz。电源带载能力较强,未击穿时输出电压脉冲波形基本不随电极负载发生改变。该电源可长期稳定工作,产生较大面积等离子体,满足了高重复频率纳秒脉冲放电的需求。 展开更多

关键词 纳秒脉冲电源 放电 等离子体

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基于吹气开关的重复频率纳秒脉冲源的研究 被引量：5

2

作者 李雨泰 刘志刚 +3 位作者 黎晗东 罗海云 邹晓兵 王新新 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3380-3386,共7页

为可靠驱动重复频率纳秒脉冲放电,研究设计了一款基于吹气开关的重复频率纳秒脉冲电源,可输出幅值可变,脉宽数十至数百纳秒的准方波脉冲。在本研究的实验条件下,输出脉冲的最高有效工作频率可超过1.5k Hz。该电源采用脉冲形成线原理产... 为可靠驱动重复频率纳秒脉冲放电,研究设计了一款基于吹气开关的重复频率纳秒脉冲电源,可输出幅值可变,脉宽数十至数百纳秒的准方波脉冲。在本研究的实验条件下,输出脉冲的最高有效工作频率可超过1.5k Hz。该电源采用脉冲形成线原理产生高电压纳秒脉冲,开关采用同轴结构的吹气式自击穿气体开关,风机吹气用于加快气体开关的绝缘恢复速度,进而提高气体开关的极限工作频率。实验结果表明:在不加吹气风机时,气体开关绝缘恢复情况较差,存在多次低电压击穿过程,故脉冲形成线越短,纳秒脉冲电源的有效工作频率极限越低;使用吹气风机后,开关的多次低电压击穿现象在一定程度上被抑制,纳秒脉冲电源的有效工作频率极限随脉冲形成线长度的缩短而增大;且风机风速越快,气体开关绝缘恢复越好,纳秒脉冲电源的有效工作频率越高。最后用此重复频率纳秒脉冲电源成功驱动了平行板结构的介质阻挡放电模块。 展开更多

关键词 脉冲形成线 纳秒脉冲电源 吹气开关 气体开关 介质阻挡放电

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重复频率场畸变火花开关的电压工作范围

3

作者 关浩玉 洪龙锟 +1 位作者 刘志刚 邹晓兵 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期84-88,共5页

用大气压空气下的场畸变火花开关组建一套纳秒脉冲电源,研究了开关不同重复频率(从50 Hz到1300 Hz)触发击穿时的电压工作范围以及吹气的影响,用高压探头和数字示波器记录电压波形。实验结果表明,开关稳定工作(电压低于30 kV、电流峰值小... 用大气压空气下的场畸变火花开关组建一套纳秒脉冲电源,研究了开关不同重复频率(从50 Hz到1300 Hz)触发击穿时的电压工作范围以及吹气的影响,用高压探头和数字示波器记录电压波形。实验结果表明,开关稳定工作(电压低于30 kV、电流峰值小于300 A)的最高重复频率为1300 Hz,因开关击穿后绝缘未完全恢复,稳定工作的最高工作电压V_(max)和最低工作电压V_(min)都随重复频率的升高而降低,低频时电压工作范围(V_(max)-V_(min))宽,高频时窄。低频50 Hz时工作范围有10 kV左右,高频1300 Hz时很小,大约只有0.5 kV,这是因为高频时绝缘水平低,触发脉冲对击穿电压的降低作用不明显,因此触发条件下的实际工作电压更接近当前的自击穿电压。吹气可以加快气体绝缘恢复,提高最高和最低工作电压。若开关的最高工作电压为工作前自击穿电压30 kV的90%以上,则不吹气时重复频率低于50 Hz,吹气时最高能到500 Hz。 展开更多

关键词 重复频率 场畸变开关 电压工作范围 吹气开关 纳秒脉冲电源

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新型脉冲放电等离子体耦合碱洗技术除臭应用研究 被引量：3

4

作者 楚银龙 刘志峰 +1 位作者 郭炎鹏 王健 《石化技术》 CAS 2019年第2期67-69,共3页

针对介质阻挡放电除臭技术存在易积尘积垢问题,开发出纳秒脉冲电源结合大间隙放电的新型脉冲放电等离子技术。中试试验(模拟单一污染物)表明大功率密度(>5W/Nm^3)下新型脉冲等离子体可以完全矿化有机物。通过新型等离子体耦合碱洗技... 针对介质阻挡放电除臭技术存在易积尘积垢问题,开发出纳秒脉冲电源结合大间隙放电的新型脉冲放电等离子技术。中试试验(模拟单一污染物)表明大功率密度(>5W/Nm^3)下新型脉冲等离子体可以完全矿化有机物。通过新型等离子体耦合碱洗技术,可在1W/Nm^3的功率密度下,去除90%以上的二甲二硫、二硫化碳和甲硫醚,对于甲硫醚、苯乙烯和氨气也有明显去除效果,臭氧浓度低于0.1ppm,而臭气浓度去除率达到90%以上,稳定在500无量纲以内。 展开更多

关键词 除臭 纳秒脉冲电源 大间隙 耦合 碱洗 臭氧

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纳秒脉冲电源驱动提高KrCl^＊准分子灯辐射效率的实验研究 被引量：2

5

作者 陈古源 高岚 +2 位作者 庄晓波 张善端 刘克富 《照明工程学报》 北大核心 2011年第5期7-10,17,共5页

针对目前准分子灯效率偏低的现状,为了从电源角度提高准分子灯紫外辐射的效率,本文对电源驱动类型(正弦/脉冲)以及脉冲电源参数(极性、电压幅值、频率)对介质阻挡放电激发准分子KrCl*(222nm)紫外辐射的影响进行了实验研究。实验结果表明... 针对目前准分子灯效率偏低的现状,为了从电源角度提高准分子灯紫外辐射的效率,本文对电源驱动类型(正弦/脉冲)以及脉冲电源参数(极性、电压幅值、频率)对介质阻挡放电激发准分子KrCl*(222nm)紫外辐射的影响进行了实验研究。实验结果表明:脉冲驱动比正弦电压驱动紫外辐射的效率提升86.5%;电源的极性对灯的工作特性没有显著的影响,单向负脉冲效果略好些;随着电源电压幅值的增加,准分子灯紫外辐射强度增加,但紫外辐射效率下降;频率升高,准分子灯紫外辐射强度提高,效率随频率变化不明显。本文还对实验结果作了简要分析和理论解释。 展开更多

关键词 准分子灯 紫外光源 介质阻挡放电 纳秒脉冲电源

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交流和纳秒脉冲Ar/H_(2)O介质阻挡放电聚丙烯材料表面亲水改性对比研究 被引量：2

6

作者 庄越 刘峰 +1 位作者 储海靖 方志 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期138-146,共9页

为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,优化亲水处理的条件,研究了交流和纳秒脉冲氩气介质阻挡放电(DBD)中添加适量H2O,对聚丙烯(PP)亲水改性的处理效果。利用电学和光学诊断方法,系统地对比了交流DBD和纳秒脉冲DBD的放电特... 为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,优化亲水处理的条件,研究了交流和纳秒脉冲氩气介质阻挡放电(DBD)中添加适量H2O,对聚丙烯(PP)亲水改性的处理效果。利用电学和光学诊断方法,系统地对比了交流DBD和纳秒脉冲DBD的放电特性,结果表明,纳秒电源驱动DBD具有更高的放电瞬时功率,更好的放电均匀性和更高的能量效率。通过测量不同水蒸气含量下DBD的OH发射光谱强度,确定了PP材料亲水性处理中H2O添加的最优含量。利用交流和纳秒脉冲电源驱动DBD分别对PP材料进行亲水改性的处理,测量了不同条件下改性处理后的表面水接触角,并利用原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分别对处理前后PP材料的表面物理形貌和表面化学成分进行分析。结果发现,经DBD处理后PP材料的水接触角明显降低,表面粗糙度明显增大,表面的亲水性含氧基团,羟基(-OH)和羰基(C=O)的数量大幅增加。相比交流电源,纳秒脉冲DBD处理的改性效果更好,其处理后的材料表面水接触角,比交流DBD处理的低5°左右,表面粗糙度也有所提升。而水蒸气的加入可使PP材料的表面水接触角进一步减小4°左右,表面粗糙度明显提升。研究结果为优化DBD聚合物材料表面改性实验条件及处理的效果提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 聚丙烯 材料表面改性 水蒸气 介质阻挡放电 纳秒脉冲电源

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基于交流电源和纳秒脉冲电源激励等离子体射流的憎水性陶瓷表面改性研究 被引量：1

7

作者 申杰飞 周洋洋 +2 位作者 祝曦 崔行磊 方志 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期8781-8790,共10页

为优化陶瓷表面憎水改性效果,并探索等离子体改性机制,分别采用交流和纳秒脉冲电源激励Ar/PDMS等离子体射流对陶瓷表面进行憎水改性,通过扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能对处理后的陶瓷表面物理形貌和化学成分进行测量分析... 为优化陶瓷表面憎水改性效果,并探索等离子体改性机制,分别采用交流和纳秒脉冲电源激励Ar/PDMS等离子体射流对陶瓷表面进行憎水改性,通过扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能对处理后的陶瓷表面物理形貌和化学成分进行测量分析,比较两种电源激励下的改性效果,通过改变PDMS浓度,对改性效果进行优化,并结合放电特性和表面特性分析探讨改性机制。结果表明,在PDMS浓度为2.25%时,纳秒脉冲激励射流改性陶瓷可达到水接触角152°的超憎水效果,而交流电源激励下仅能达到92°。交流电源条件下,处理后的陶瓷表面形成以(—Si(CH_(3))_(2)O—)_(n)有机成分为主的微米级簇状凸起和纳米级苔藓状小颗粒产物;而纳秒条件下,陶瓷表面形成以O—Si—O无机成分为主的微纳米薄膜。相较于交流电源,纳秒脉冲电源激励射流具有更高的电子温度,相同条件下PDMS分子碎片化程度更深,能够在陶瓷表面沉积形成超憎水薄膜。 展开更多

关键词 等离子体射流 憎水改性 交流电源 纳秒脉冲

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桌面式水平走丝微细电火花线切割机床的研制 被引量：1

8

作者 王佑 奚学程 +2 位作者 赵万生 豆尚成 赵福春 《电加工与模具》 2012年第4期49-52,共4页

利用直径小于80μm电极丝的微细电火花线切割加工技术,可加工出表面粗糙度好、尺寸精度高的微小复杂零件。以加工带有螺旋结构的微小复杂零件为目标,设计了一套桌面式水平走丝微细电火花线切割加工装置,主要包括具有人机界面、任务规划... 利用直径小于80μm电极丝的微细电火花线切割加工技术,可加工出表面粗糙度好、尺寸精度高的微小复杂零件。以加工带有螺旋结构的微小复杂零件为目标,设计了一套桌面式水平走丝微细电火花线切割加工装置,主要包括具有人机界面、任务规划和运动控制的开放式数控系统,走丝平稳、张力可控的分体式水平走丝机构,以及精确可控微小放电能量的纳秒级脉冲电源。 展开更多

关键词 微细电火花 螺旋结构 水平走丝 纳秒级脉冲电源

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纳米金属颗粒的等离子体合成与燃烧特性 被引量：1

9

作者 黄昊 李水清 +1 位作者 唐勇 姚强 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期97-103,共7页

利用研制的高频纳秒脉冲电源放电烧蚀钛电极合成了纳米钛颗粒,并探究了电源频率、冷却气体流量等对合成的钛颗粒粒径的影响规律.进而,开展了纳米钛颗粒的燃烧特性研究.结果表明,所研制的纳秒脉冲电源满足实验需求,且随着电源放电频率的... 利用研制的高频纳秒脉冲电源放电烧蚀钛电极合成了纳米钛颗粒,并探究了电源频率、冷却气体流量等对合成的钛颗粒粒径的影响规律.进而,开展了纳米钛颗粒的燃烧特性研究.结果表明,所研制的纳秒脉冲电源满足实验需求,且随着电源放电频率的提高以及冷却气体流量的降低,合成的钛颗粒粒径逐渐增大;而燃烧实验结果则表明,链状纯钛颗粒团聚体(一次粒径小于10,nm)的燃烧时间随其电迁移率当量直径的变化不大. 展开更多

关键词 纳秒脉冲电源 等离子体 纳米钛颗粒 粒径 燃烧时间

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用于激励固体绝缘缺陷的SOS型高压重频纳秒脉冲电源的研制 被引量：1

10

作者 张彦斌 岳永刚 +4 位作者 张晓萌 张永鹏 刘成英 丁臻捷 杨兰均 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期165-169,共5页

为了对固体缺陷材料进行局部放电检测,文中研制了一台基于半导体断路开关(semiconductoropening switch)的高压重频纳秒脉冲电源,作为激发固体绝缘缺陷在重频下产生局部放电的激励源。纳秒脉冲电源由初级谐振充电单元、磁脉冲压缩单元... 为了对固体缺陷材料进行局部放电检测,文中研制了一台基于半导体断路开关(semiconductoropening switch)的高压重频纳秒脉冲电源,作为激发固体绝缘缺陷在重频下产生局部放电的激励源。纳秒脉冲电源由初级谐振充电单元、磁脉冲压缩单元和半导体断路开关(SOS)三部分构成。介绍了纳秒脉冲电源各部分的设计,给出了纳秒脉冲电源的调试波形。调试结果符合设计要求,在620Ω电阻负载上产生幅值30 kV、前沿30 ns,半高宽110 ns的脉冲电压波形。纳秒脉冲电源连续运行重复频率1 kHz,间隙工作重复频率最大10 kHz。搭建局部放电检测平台,纳秒脉冲电源成功用于试品的局部放电检测,重频下试品放电重复性好。 展开更多

关键词 纳秒脉冲电源 重频 谐振充电 磁脉冲压缩 SOS 局部放电 缺陷检测

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新型纳秒级探地雷达脉冲源设计 被引量：8

11

作者 许会 牛长富 +1 位作者 李邦宇 吴国瑞 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2449-2454,共6页

针对超宽带探地雷达脉冲源的要求,提出并验证了一种利用FPGA触发来合成彼此有任意延迟的窄脉冲波形合成方法。研究和实际设计了一种提高脉冲源性能的新型宽范围输入输出的线性直流电源,并利用此电源制成了适用于多种雪崩管为核心的宽范... 针对超宽带探地雷达脉冲源的要求,提出并验证了一种利用FPGA触发来合成彼此有任意延迟的窄脉冲波形合成方法。研究和实际设计了一种提高脉冲源性能的新型宽范围输入输出的线性直流电源,并利用此电源制成了适用于多种雪崩管为核心的宽范围纳秒级脉冲源,给出了脉冲源各个单元的设计、及雪崩三极管的筛选及老化处理方法。在50Ω负载上得到了脉宽在2～50 ns、幅度在20～180 V的多种超宽带窄脉冲,并对多种雪崩管的雪崩性能进行了对比,给出了集电极充电电容与脉冲幅度和宽度的关系。 展开更多

关键词 纳秒级脉冲源 雪崩三极管 波形合成 FPGA触发 宽范围直流电源

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