一种自触发式高压纳秒脉冲电源的设计与实现文献综述

 2023-04-14 10:04

文献综述

一、研究背景在全球新冠肺炎疫情的大背景下,伴随着国民消费水准的逐渐提升及健康意识的普及,人们对空气消毒机的需求急剧攀升。

目前市场上空气消毒机主要有等离子体空气消毒机、臭氧消毒机、紫外线消毒机、光触媒消毒机、负离子等多种类型。

而其中等离子体空气消毒机由于等离子体技术无毒副产物的产生、净化效果明显优越于其它同类净化产品、能耗比同类产品节约而脱颖而出。

等离子空气消毒机杀菌原理:在外加高压电场作用下,高能电子与气体分子、原子发生非弹性碰撞,引超激发、离解和电离等过程,形成等离子体,如图1所示。

一方面其内部巨大的电场作用,对细菌细胞膜构成严重击穿和破坏;另一方面打开气体分子健,生成一些单原子分子和负氧离子、OH离子和自由氧原子等自由基,具有活化和强氧化能力,激发态粒子又能辐射紫外线。

因而等离子空气消毒机能滤除毛发、粉尘等大中颗粒尘埃, 杀灭空气中的微生物、降解有害物质, 还能吸附微尘, 无任何毒性物质残留。

图1 碰撞产生等离子体过程为了更好地杀菌消毒、净化空气,从源头来讲,就是对于产生等离子体的电极来说,要求放电效果好、效率高,以产生浓度高、温度低的等离子体。

而脉冲电源具有电压上升时间快,作为等离子体源可以获得更高的电子密度、更强的化学活性物质;同时具有很高的瞬时功率、较低的平均功率,可以通过控制脉冲的极性、宽度、频率等能够对等离子体产生等进行调控。

此外,纳秒脉冲电源具有陡峭的上升沿,纳秒量级的超快上升沿能够产生快速电离波,它可以维持的EN值达到逃逸击穿的阈值(空气中约2000Td),因此电子能量显著较大,电子密度涵盖范围较广。

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