[发明专利]一种低温等离子体发生装置及运行方法

说明书

技术领域

本发明属于气体放电与应用技术领域，涉及一种基于大气压介质阻挡放电的低温等离子体发生装置，本发明还涉及一种低温等离子体发生装置的运行方法。

背景技术

近年来等离子体被广泛地应用于半导体制造、物质材料表面清理与改良、杀菌、臭氧合成、废气净化、废水净化等领域。等离子体技术在上述众多领域的成功应用缘于等离子体的非平衡特性。特别是基于介质阻挡放电技术低温等离子体发生器在臭氧合成、废气净化、废水净化领域应用广泛，实际处理大流量气体时通过增加介质阻挡放电装置并联数量达到使用要求。由于一个电源驱动多个并联的介质阻挡放电装置的技术方案，具有处理流量大、设备成本低廉的优点，被需要处理大流量气体的应用领域广泛采用；但是由于介质阻挡放电装置负载特性是负阻抗特性，以及因材料及制造误差引起的介质阻挡放电装置的特性差异，工作时会使并联中部分介质阻挡放电装置先行放电，随着放电电压升高介质阻挡放电装置的等效阻抗减小，使先行放电的介质阻挡放电装置放电功率剧烈增加，受电源内阻的限制，导致其他并联使用介质阻挡放电装置放电功率小，甚至不放电。为了提高放电均匀性，虽然现有技术通过减小放电间隙、预电离的方法，缩小并联的介质阻挡放电装置放电功率差异，但是没有克服介质阻挡放电装置负阻抗负载特性的影响，一个电源驱动多个并联的介质阻挡放电装置的技术方案的介质阻挡放电装置中仍然存在放电功率差异大、对激励电源要求高、单个介质阻挡放电装置处理流量小、系统运行维护管理难度大的缺点。

发明内容

本发明的目的是：针对现有低温等离子体发生装置的不足，提供一种低温等离子体发生装置及运行方法。相比现有技术具有放电功率一致、激励电源的要求低、单个介质阻挡放电装置处理流量大及运行维护管理简单的优点。

本发明技术解决方案是：本发明一种低温等离子体发生装置，包括电源控制部分和放电模块部分；所述电源控制部分包括电源变换电路、控制电路、功率变换电路、变压器、温度传感器、显示操作模块、通讯接口，所述放电模块部分包括多组并联连接的介质阻挡放电单元，其特征在于：介质阻挡放电单元包括介质阻挡放电装置、可调电感组，所述介质阻挡放电装置与可调电感组串联连接，使介质阻挡放电单元运行于固定的工作频率、工作电压下时其阻抗呈固定阻抗特性，克服了介质阻挡放电装置直接并联连接使用时阻抗呈负阻抗特性的缺陷；所述电源控制部分的变压器与并联连接的介质阻挡放电单元连接。

基于上述基本方案，本发明还做如下限定和改进：

所述介质阻挡放电单元的介质阻挡放电装置可以是同轴管式介质阻挡放电装置，也可以是平板式介质阻挡放电装置或管管式介质阻挡放电装置。

所述介质阻挡放电单元的可调电感组与介质阻挡放电装置其中一个电极串联连接，或者将可调电感组分成两组分别与介质阻挡放电装置的两个电极串联连接。

所述电源控制部分通过匹配谐振电容与变压器漏感的参数使其串联谐振频率及运行频率，等于介质阻挡放电单元的介质阻挡放电装置放电时的等效电容与可调电感的串联谐振频率，与放电模块部分匹配运行；或者通过匹配谐振电容与变压器漏感的参数使其串联谐振频率及运行频率，小于介质阻挡放电单元的介质阻挡放电装置放电时的等效电容与可调电感的串联谐振频率，与放电模块部分匹配运行。

本发明进一步的改进在于，不使用谐振电容，电源控制部分通过匹配运行频率等于变压器漏感、放电模块部分等效电容、放电模块部分等效电感的串联谐振频率，与放电模块部分匹配运行。

本发明进一步的改进在于，可调电感组由多个电感串联组成其中有至少有一个电感量可调。

本发明进一步的改进在于，介质阻挡放电单元还可以由：一个可调电感组与多个电并联连接的介质阻挡放电装置串联连接组成。

本发明还提供一种低温等离子体发生装置的运行方法，包括自检及运行监控过程。