【摘要】：微电极结构的介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)具有击穿电压较低，较容易、方便地获得微等离子体的特点，在很多行业都有较为广泛的应用。当前，在DBD应用技术研究方面，迫切需要解决的关键问题之一是如何获得大面积、低能耗、均匀稳定的表面放电等离子体，则研究其放电特性及优化高压电极结构就具有十分重要的作用。因此，本文结合微电极和表相放电中的沿面放电结构的特点，提出一种新型三极式微电极结构的放电装置。


首先，对三极式微电极结构的放电装置进行了详细描述，分析了微电极结构介质阻挡放电的机理，对Lissajous图形法计算放电功率的公式进行推导，通过实验测量了两种不同接线方式下三电极结构DBD的电压-电流波形、放电气隙电压、放电传输电荷、放电功率等电气参量。其次，在分析两电极介质阻挡放电过程的基础上，提出了基于电压控制电流源(Voltage Controlled Current Source，VCCS)的等效电路来模拟放电气隙的动态变化。利用MATLAB/SIMULINK建立动态仿真模型，进行仿真，同时对梳状结构两电极介质阻挡放电进行实验研究，并将仿真与实验结果进行对比，结果表明，通过仿真计算和实验测量得到的各电气参量及其变化规律在误差范围内基本一致，验证了梳状结构两电极DBD动态仿真模型的准确性。


最后，对三极式与两极式微电极结构DBD的放电特性进行了比较，分析不同电极结构对介质阻挡放电电气特性的影响，并得出结论:高压电极越密集，极间电容越大，越有利于电荷的传输;使一个正面电极悬浮的方式与增大电极间距对放电特性的影响不同;正负电极同在介质板的上侧时，正负电极间的介质厚度增大，平均场强和极间电容减小，使气体放电减弱，传输电荷量减少，但是起始放电电压和气隙电压都比较高。