【摘要】：微電極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge，DBD)具有擊穿電壓較低，較容易、方便地獲得微等離子體的特點(diǎn)，在很多行業(yè)都有較為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，在DBD應(yīng)用技術(shù)研究方面，迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一是如何獲得大面積、低能耗、均勻穩(wěn)定的表面放電等離子體，則研究其放電特性及優(yōu)化高壓電極結(jié)構(gòu)就具有十分重要的作用。因此，本文結(jié)合微電極和表相放電中的沿面放電結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出一種新型三極式微電極結(jié)構(gòu)的放電裝置。

首先，對(duì)三極式微電極結(jié)構(gòu)的放電裝置進(jìn)行了詳細(xì)描述，分析了微電極結(jié)構(gòu)介質(zhì)阻擋放電的機(jī)理，對(duì)Lissajous圖形法計(jì)算放電功率的公式進(jìn)行推導(dǎo)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了兩種不同接線方式下三電極結(jié)構(gòu)DBD的電壓-電流波形、放電氣隙電壓、放電傳輸電荷、放電功率等電氣參量。其次，在分析兩電極介質(zhì)阻擋放電過(guò)程的基礎(chǔ)上，提出了基于電壓控制電流源(Voltage Controlled Current Source，VCCS)的等效電路來(lái)模擬放電氣隙的動(dòng)態(tài)變化。利用MATLAB/SIMULINK建立動(dòng)態(tài)仿真模型，進(jìn)行仿真，同時(shí)對(duì)梳狀結(jié)構(gòu)兩電極介質(zhì)阻擋放電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并將仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，通過(guò)仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的各電氣參量及其變化規(guī)律在誤差范圍內(nèi)基本一致，驗(yàn)證了梳狀結(jié)構(gòu)兩電極DBD動(dòng)態(tài)仿真模型的準(zhǔn)確性。

最后，對(duì)三極式與兩極式微電極結(jié)構(gòu)DBD的放電特性進(jìn)行了比較，分析不同電極結(jié)構(gòu)對(duì)介質(zhì)阻擋放電電氣特性的影響，并得出結(jié)論:高壓電極越密集，極間電容越大，越有利于電荷的傳輸;使一個(gè)正面電極懸浮的方式與增大電極間距對(duì)放電特性的影響不同;正負(fù)電極同在介質(zhì)板的上側(cè)時(shí)，正負(fù)電極間的介質(zhì)厚度增大，平均場(chǎng)強(qiáng)和極間電容減小，使氣體放電減弱，傳輸電荷量減少，但是起始放電電壓和氣隙電壓都比較高。