電容器阻擋放電電路的製作方法

2023-08-11 19:06:51

專利名稱：電容器阻擋放電電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於非平衡等離子體放電電路，具體涉及一種 電容器阻擋放電電路。
背景技術：
現有電介質阻擋放電的典型裝置是如圖1 (a) 圖l(d)所示 的系列裝置。這些裝置都具有高電壓發生器1，用於放電產生
等離子體的放電電極對2，位於放電電極對之間的電介質3以及 導線，接地裝置。電介質3可以覆蓋在電極上或者懸掛在放電 空間。圖1 (a)中，電介質位於上極板；圖1 (b)中，電介質位 於上下極板；圖1 (c)中，電介質位於上下極板之間；圖1 (d) 中，放電電極對為球形極板。
當放電電極對2上加載足夠的交流電壓時，電極間的氣體 被擊穿形成介質阻擋放電。介質的存在避免了電極之間的電弧 擊穿放電的形成，從而可以在放電間隙中產生非平衡等離子體。 常用的氣壓範圍為104—106Pa，頻率範圍為50Hz—13.6MHz， 氣體間隙從幾微米到幾釐米變化時，相應的放電電壓也在幾百 伏到幾萬伏變化。
改進的放電裝置如圖2所示的水電極，見申請號 200610048262.0、名稱為《水電極介質阻擋放電裝置》的發明專 利申請，圖中電介質容器端面4，電介質容器柱面5，注水孔 6，電極引線7，水8，放電等離子體腔9，腔體10。還有多針 一平板電極等裝置，這些裝置均只是對電極或者介質的形狀材料厚度等方面進行了改進，但依然由電介質阻擋放電。
電介質阻擋放電在多個領域有著廣泛的應用。但是現有的 介質阻擋放電裝置中電介質基本上都處於放電電極之間或與放 電電極有直接的聯繫，限制了裝置的靈活性，不能良好地適應 不同場合的需要，改變一種使用環境就得改變電介質的材料， 厚度，位置，或者需要調節電壓的幅值，而且放電電流幅值小， 電流脈寬窄，電子密度低等缺點。
發明內容
本實用新型提供一種電容器阻擋放電電路，解決現有的電 介質阻擋放電裝置受電介質影響大，放電電流小，電流脈寬窄， 電子密度低等缺點。
本實用新型的一種電容器阻擋放電電路，包括依次串聯的 高電壓發生器和放電電極對，其特徵在於 在放電主迴路中串連有一個電容器。
所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於所述放電電極 對電極板內表層鍍有一層電介質膜。
所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於所述電容器為 固定電容器、可變電容器、微調電容器，或者受電路控制的可 變電容器。
所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於所述固定電容 器電容值的可選範圍為lpF l(^F;所述可變電容器電容量在lpF 10|iF範圍內調節；所述微調電容器電容量在lpF lnF範 圍內調節；所述受電路控制的可變電容器電容量在lpF l(^F 範圍內調節。
所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於所述受電路控
制的可變電容器，其控制電路包括電壓檢測裝置、比例放大器、 第一微分電路、第二微分電路、比較器和控制裝置，電壓檢測
裝置實時檢測檢測電容器兩端的電壓Uw，測得電壓量送至比例 放大器，得到電容器兩極板上的電荷Q(O，送至第一微分電路， 得到電路中的電流i(t)，將此電流送至第二微分電路，得到電流i(t) 導數，送至比較器與零比較，若電流i(t)導數大於零，則比較器 無輸出，控制裝置不動作；只要電流i(t)導數一達到零，則控制 裝置動作，改變電容器的電容量。當電容器的電容量增加到最 大值，或者電流i(t)導數開始小於零之後，電容器的電容量在下 個放電脈衝之前回到其初始值。
本實用新型採用一個電容器置於迴路中充當普通裝置中電 介質的角色，當調節電壓發生器至一定範圍電壓時，會在放電 電極對之間產生等離子體，所述電容器可為適用於某特定場合 的固定電容器、可以大範圍調節電容的可變電容器或者電容量 可調節的微調電容器，還可以是受電路控制的可變電容器。可 實現簡單易行，靈活多變的放電模式，適用於多種場合。同時， 通過對電容容量的調節可使放電電流增大，電流脈寬加長，且 使對高電壓發生器的要求降低，從而改善放電質量，降低了成 本。


圖1 (a)現有的電介質阻擋放電裝置示意圖，介質位於上極
板；
圖1 (b)現有的電介質阻擋放電裝置示意圖，介質位於上下 極板；
圖1 (c)現有的電介質阻擋放電裝置示意圖，介質位於上下 極板之間；
圖1 (d)現有的電介質阻擋放電裝置示意圖，球形極板；
圖2現有水電極介質阻擋放電裝置示意圖3為本實用新型結構示意圖4為受電路控制電容器示例迴路示意圖。
具體實施方案
圖3為本實用新型結構示意圖；圖中高電壓發生器l，放 電電極對2，電容器11。
高電壓發生器1可以提供脈衝直流或者交流電壓，施加交流
電壓幅值220伏 60千伏，頻率50赫茲 13.6兆赫茲；或者施加脈衝 直流電壓幅值220伏 50千伏，頻率大於或等於50赫茲 100兆赫茲， 脈寬大於或等於1納秒。
放電電極對2連於高電壓發生器1的兩極，在電極內表面 可以鍍上薄薄的 一 層膜，使得間隙內的放電更加均勻。
電容器11與主放電電極串連於迴路中。 實施例1:
電路中採用固定電容器，電容值為20pf。
實施例2:電路中採用可變電容器，此可變電容器為四聯可變電容器，
電容值為lpF 10^F。
實施例3:
電路中採用微調電容器，此微調電容器為瓷介微調電容器， 由兩塊鍍有半圓銀層的瓷片構成，通過調節動片的位置，便可
改變電容量，電容值為5pF 45pF。 實施例4:
如圖4所示，電路中採用受電路控制的可變電容器，電容 值為lpF l(^F。圖中高電壓發生器l，放電電極對2，電容 器11為可變電容，電壓檢測裝置12，比例放大器13，第一微 分電路14，第二微分電路15，比較器16，控制裝置17。電壓 檢測裝置12實時檢測檢測電容器兩端的電壓U(t)，測得電壓量 送至比例放大器13，得到電容器兩極板上的電荷Q(t)，送至第 一微分電路14，得到電路中的電流i(t)，將此電流送至第二微分電 路15，得到電流i(t)導數，送至比較器16與零比較，若電流i(t) 導數大於零，則比較器16無輸出，控制裝置17不動作；只電 流i(t)導數一達到零，則控制裝置17動作，使電容器ll的電容 量增加，使電路中放電電極對2兩端電壓升高，間隙繼續放電， 從而使電流脈寬延長。當電容器的電容量增加到最大值，或者 電流i(t)導數開始小於零之後，電容器的電容量在下個放電脈衝 之前回到其初始值。
權利要求1.一種電容器阻擋放電電路，包括依次串聯的高電壓發生器和放電電極對，其特徵在於在放電主迴路中串連有一個電容器。
2. 如權利要求1所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於 所述放電電極對電極板內表層鍍有一層電介質膜。
3. 如權利要求1或2所述的電容器阻擋放電電路，其特徵 在於所述電容器為固定電容器、可變電容器、微調電容器， 或者受電路控制的可變電容器。
4. 如權利要求3所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於 所述固定電容器電容值的可選範圍為lpF 10pF;所述可變電容 器電容量在lpF 10)lF範圍內調節；所述微調電容器電容量在lpF lnF範圍內調節；所述受電路控制的可變電容器電容量在 lpF 10pF範圍內調節。
5. 如權利要求3所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於所述受電路控制的可變電容器，其控制電路包括電壓檢測裝置、 比例放大器、第一微分電路、第二微分電路、比較器和控制裝置，電壓檢測裝置實時檢測檢測電容器兩端的電壓U(t)，測得電 壓量送至比例放大器，得到電容器兩極板上的電荷Q(t)，送至第 一微分電路，得到電路中的電流i(t)，將此電流送至第二微分電 路，得到電流i(t)導數，送至比較器與零比較，若電流i(t)導數大於零，則比較器無輸出，控制裝置不動作；只要電流i(t)導數一 達到零，則控制裝置動作，改變電容器的電容量。當電容器的 電容量增加到最大值，或者電流i(t)導數開始小於零之後，電容 器的電容量在下個放電脈衝之前回到其初始值。
6.如權利要求4所述的電容器阻擋放電電路，其特徵在於 所述受電路控制的可變電容器，其控制電路包括電壓檢測裝置、 比例放大器、第一微分電路、第二微分電路、比較器和控制裝 置，電壓檢測裝置實時檢測檢測電容器兩端的電壓U(t)，測得電 壓量送至比例放大器，得到電容器兩極板上的電荷Q(t)，送至第 一微分電路，得到電路中的電流i(t)，將此電流送至第二微分電 路，得到電流i(t)導數，送至比較器與零比較，若電流i(t)導數大於零，則比較器無輸出，控制裝置不動作；只要電流i(t)導數一 達到零，則控制裝置動作，改變電容器的電容量。當電容器的電容量增加到最大值，或者電流i(t)導數開始小於零之後，電容器的電容量在下個放電脈衝之前回到其初始值。
專利摘要電容器阻擋放電電路，屬於非平衡等離子體放電電路，解決現有的電介質阻擋放電裝置受電介質影響大，放電電流小，電流脈寬窄，電子密度低等缺陷。本實用新型包括依次串聯的高電壓發生器，放電電極對，在放電主迴路中串聯有一個電容器；所述電容器可為固定電容器、可變電容器、微調電容器，還可以是受電路控制的可變電容器。本實用新型可實現簡單易行，靈活多變的放電模式，使放電電流大幅增大，放電電流脈寬加長，放電更加均勻，且使對高電壓發生器的要求降低，降低了成本。
文檔編號H05H1/26GK201150147SQ20082006557
公開日2008年11月12日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者盧新培, 垣 潘 申請人:華中科技大學