Исследование режимов работы высоковольтного источника питания для возбуждения разряда барьерного типа

В статье рассматриваются вопросы, касающиеся особенностей работы и настройки режимов высоковольтного импульсного источника питания на основе последовательного автономного резонансного инвертора с обратными диодами, использованного для возбуждения разряда атмосферного давления барьерного типа. Указывается, что характерными особенностями работы автономных резонансных инверторов является возникновение затухающих колебаний напряжения в LC-контуре инвертора, а также зависимость выходного переменного напряжения от отношения рабочей частоты инвертора (частота открытия тиристоров) к собственной резонансной частоте LC-контура. В зависимости от этого отношения инвертор может работать в режиме прерывистого, граничного и непрерывного тока. Амплитуда и форма выходного напряжения инвертора контролировались при помощи делителя напряжения 1:1000 осциллографом C1-65A. Вид управляющих импульсов для отпирания тиристоров получен при помощи осциллографа C1-167. Установлено, что при несимметричном следовании управляющих импульсов друг относительно друга вследствие особенностей работы повышающих трансформаторов величина высоковольтного переменного напряжения на выходе инвертора оказывается недостаточной для возбуждения разряда атмосферного давления барьерного типа. В случае симметрии управляющих импульсов величина напряжения на выходе инверторного каскада достигает требуемых для пробоя диэлектрической среды величин. Получены осциллограммы выходного напряжения инвертора при регулировании его рабочей частоты. Показано, что амплитудное значение напряжения на газоразрядной нагрузке увеличивается по мере повышения рабочей частоты инвертора. Для частоты управляющих импульсов 250 Гц значение выходного амплитудного напряжения инвертора составило 3,4 кВ, для 460 Гц – 4,0 кВ, а для 550 Гц – 4,2 кВ.

1. Автаева С.В. Барьерный разряд. Исследование и применение. Бишкек: КРСУ; 2009.

2. Fridman A., Gutsol A., Cho Y.I. Non-Thermal Atmospheric Pressure Plasma. Advances in Heat Transfer. 2007;40:1-142. DOI: 10.1016/S0065-2717(07)40001-6

3. Kohli R., Mittal K.L. Developments in Surface Contamination and Cleaning – Contaminant Removal and Monitoring. Oxford: William Andrew Publishing; 2013.

4. Huynh C.K., Mitchener J.C. Plasma versus ozone photoresist ashing: Temperature effects on process induced mobile ion contamination. Journal of Vacuum Science & Technology В. 1991;9:353. DOI: 10.1116/1.585574

5. Gardner W.L., Baddorf A.P., Holber W.M. Temperature and concentration effects on ozone ashing of photoresist. Journal of Vacuum Science & Technology A. 1997;15:1409. DOI: 10.1116/1.580551

6. Yi C.H., Kim T., Kim K.H., Kano W.S., Kim J.H., Hong S.K.. Atmospheric pressure plasma ashing for display manufacturing. Japanese Journal of Applied Physics. 2008;47:6965-6969. DOI: 10.1143/JJAP.47.6965

7. Suksri A., Karnchanalekha K., Tonmitra K., Apiratikul P. A comparative study on suitable high voltage sources for ozone generation. 2009 6th International Conference on Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology. 2009;2:296-299. DOI: 10.1109/ECTICON.2009.5137012

8. Томашевский Д.Н. Автономные инверторы. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та; 2019.

9. Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники. Новосибирск: НГТУ; 2003. 10. Бальян Р.Х., Сиверс М.А. Тиристорные генераторы и инверторы. Ленинград: Энергоиздат; 1982.