介质阻挡放电DBD课件.ppt

介质阻挡放电-DBD;等离子体的分类;低温等离子体的发生技术;介质阻挡放电;介质阻挡放电的电极结构; 在大气压下（105Pa），这种气体放电呈现微通道的放电结构，即通过放电间隙的电流由大量快脉冲电流细丝构成。电流细丝在放电空间和时间上都是无规则分布的。这种电流细丝也称为微放电。每个微放电的时间过程都非常短促，寿命不到10ns，而电流密度却很高。在介质表面上微放电扩散成表面放电，这些表面放电呈现明亮的斑点，大的可达几个毫米。;;介质阻挡放电的机制;介质阻挡放电的机制; 介质阻挡放电的宏观特点： 放电是交流放电，没有直流导电通道 放电形态是分布于放电空间内，不会局域于某个放电通道上，形成类似于辉光的状态。弥漫、稳定、无声。早期称为无声放电 放电分布于介质外围的放电空间内。 很大的气压范围内都可以发生。辉光放电只是在低气压下发生，高气压下是火花、电晕或电弧状态 介质的存在阻断了击穿通道（流光击穿通道）的形成，不能形成火花或者电弧。;介质阻挡放电的应用;介质阻挡放电的条件： (1) 交流电压产生交流电场，50Hz—1MHz 气压范围宽阔0.1atm-10atm. 放电间隙通常不大，看似仍然服从帕邢定律;微放电的伏安特性 （1）微放电电流表现为大量电流脉冲 （2）正负放电半周内均出现放电。 （3）存在击穿阈值 （4）通常情况下，电流脉冲的出现不是均匀的，电流大小也是随机的 （5）正负半周的微放电不是对称的。;微放电的时间特性; 持续时间很短，ns级。与气体种类有关 电流脉冲的幅度也是不同的。 脉冲的上升和下降行为不同。也与气体种类有关; 为什么出现介质阻挡放电形式？ （1）高气压下，击穿通道很集中，局部密度很高，产生不稳定（重复性不高，发生位置不稳定）和空间不均匀。 （2）抑制流光放电的途径：截断流光通道 （3）电极因素很重要，电极发热消耗功率很大。 （4）高频条件下，击穿条件温和。 （5）介质层的分割，可以实现不同气体的同时放电。 （6）极端不平衡放电：脉冲放电特性所决定。;介质阻挡放电空间的电场分布;如果施加的电压为V;击穿之后，介质层表面充电???气体隙的电场迅速减弱。如果空气隙电场将为零，那么介质层内的电场强度为;介质阻挡放电的放电电压;这便是放电过程中气体间隙上的电压变化;如果;t=t0时，Vg=Vb;功率消耗发生在发电发生的过程中，即气体间隙中。 方便起见，设外电压是正弦变化的交流电，放电过程中气体上电压不变。根据伏安曲线可以计算平均功率。 如图所示：放电发生在阴影所示的时间段内。气体间隙电压在放电击穿后维持不变，而且放电电流也远大于位移电流。;放电持续时间内，由于击穿导电，有电荷输过放电间隙。电场对这些电荷所做的功就是放电消耗的有功功率。;半个周期内，介质部分的总充电量为;半个周期内，放电电场所做的功为;考虑到串联电容电路的特点;引入放电间隙内的平均电流强度;上述分析是在比较简单情况下进行的，如果放电击穿阶段，气体间隙电压也是变化的，那么怎么处理呢？一个周期内的放电做功如下：;放电电路的伏安曲线形成的李撒如图形包围的面积等于气体间隙的伏安曲线形成的李撒如图形包围的面积。 测量放电电路的李撒如图形就可以计算放电的有功功率;介质阻挡放电的李撒如图形;测量李撒如图形的方法;放电功率为;两个斜度大的边对应的是未放电阶段，而其他两边是放电阶段;计算这个平行四边形的面积;高频介质阻挡放电情况下，击穿不熄灭，一直发生，此时的气体隙相当于一个电阻。那么放电回路相当于一个电容电阻串联电路。回路的电压和电流都是正选变化的。此时的电压-电荷李撒如图形为椭圆;计算椭圆的面积，可以得到有功功率。