Modified Fitch generator topology for non-thermal plasma applications

• Autorzy: Kalisiak S. , Hołub M.

Warianty tytułu

PL

Zmodyfikowany impulsowy modulator mocy do urządzeń plazmowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Non-thermal plasma discharge devices require high-voltage, high-current supply pulses. Presented solid state pulse power modulator (SSPPM) represents a modified Fitch generator topology characterized by enlarging the output voltage to supply voltage ratio to theoretically the factor of three. Output voltage waveform enables the magnetic pulse compressor cross-section minimization with the factor of 0,67 due to a unique output voltage waveform. Test stand results are given and discussed for a 10-stage prototype construction and a single stage magnetic compressor.

PL

Plazmowe urządzenia wyładowcze wymagają wysokonapięciowych i wydajnych prądowo impulsów zasilających. W artykule zaprezentowano zmodyfikowany impulsowy modulator mocy (SSPPM). W konsekwencji zredukowano przekrój poprzeczny komponentów kompresora magnetycznego ze współczynnikiem 0,67 w porównaniu z klasycznymi rozwiązaniami. W artykule zaprezentowano wyniki badań dla konstrukcji 10-stopniowego prototypu modulatora oraz pojedynczego kompresora magnetycznego.

Słowa kluczowe

EN

pulsed power converter; fitch generator; plasma supply systems; resonant converter

PL

plazmowe urzadzenie wyładowcze; impulsowy modulator mocy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 85, nr 7
• Strony: 134--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., schem.

Twórcy

autor

Kalisiak S.

autor

Hołub M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Elektryczny, ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin,

Bibliografia

• [1] Stephan Roche: “Solid State Pulsed Power Systems”, Physique & industrie, 2003 [www.physiqueindustrie.com]
• [2] Pokryvailo, A.; Yankelevich, Y.; Wolf, M.; Abramzon, E.; Shviro, E.; Wald, S.; Welleman, A.: “A 1 KW pulsed corona system for pollution control applications”, Pulsed Power Conference, 2003. Digest of Technical Papers PPC-2003. 14th IEEE International Volume 1, 15-18 June 2003 Page(s): 225 - 228 Vol.1
• [3] G. Lombardi, N. Blin-Simiand, F. Jorand, L. Magne, S. Pasquiers, C. Postel and J. R. Vacher: “Effect Of Propene, n -Decane, and Toluene Plasma Kinetics on NO Conversion in Homogeneous Oxygen-Rich Dry Mixtures at Ambient Temperature”, Plasma Chemistry and Plasma Processing, publisher Springer Netherlands, Volume 27, Number 4 August, 2007, Pages 414-445
• [4] Lawless, P.A.; Yamamoto, T.; Poteat, S.; Boss, C.; Nunez, C.M.; Ramsey, G.H.; Engels, R.: “Characteristics of a fast rise time power supply for a pulsed plasma reactor”, Industry Applications Society Annual Meeting, 1993, Conference Record of the 1993 IEEE, Volume , Issue , 2-8 Oct 1993 Page(s):1875 - 1881 vol.3
• [5] Erwin Marx: “Verfahren zur Schlagpruefung von Isolatoren und anderen elektrischen Vorrichtungen“, Patentschrift nr. 455933, 13 Feb. 1928
• [6] Richard Anthony Fitch et al.: ”Electrical Pulse Generators”, US Patent nr 3,366,799, 30 Jan. 1968
• [7] M. M. Kuraica, B. M. Obradovic, D. Manojlovic, D. R. Ostojic, J. Puric: “Ozonized water generator based on coaxial dielectric-barrier-discharge in air”, Vacuum 73 (2004) pp. 705–708
• [8] H.E. Wagner, R. Brandenburg, K.V. Kozlov, A. Sonnenfeld, P. Michel, J.F. Behnke: „The barrier discharge: basic properties and applications to surface treatment”, Vacuum 71 (2003) pp. 417–436
• [9] G.J.J. Winands: “Efficient streamer plasma generation“, PhD thesis, Technische Universitaet Eindhoven, 2007, ISBN-978-90-386-1040-5
• [10] A Sasoh, K Kikuchi and T Sakai: “Spatio-temporal filament behaviour in a dielectric barrier discharge plasma actuator”, J. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) pp. 4181–4184
• [11] J Reece Roth, J. Rahel, X. Dai and Daniel M Sherman: “The physics and phenomenology of One Atmosphere Uniform Glow Discharge Plasma (OAUGDP™) reactors for surface treatment applications”, J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005) pp. 555–567
• [12] Y. Nomoto, S. Kanazawa: „Improvement of ozone yield by a silent-surface hybrid discharge ozonizer”, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 31, Issue 6, November / December 1995 Page(s):1458 – 1462
• [13] S. Kalisiak, M. Hołub: „Modified multistage semiconductor-Fitch generator topology with magnetic compression”, 13th EPE-PEMC 2008, 1-3 September, Poznań, Poland, pp. 195-200
• [14] Sung-Duck Jang, Yoon-Gyu Son, Jong-Seok Oh and Moo-Hyun Cho, Dong-Jun Koh: “Pulsed Plasma Process for Flue Gas Removal from an Industrial Incinerator by Using a Peak 200-kV, 10-kA Pulse Modulator”, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 44, No. 5, May 2004, pp. 1157-1162
• [15] M. Rea, Y. Keping: “Evaluation of pulse voltage generators”, IEEE transactions on industry applications, Vol. 31, Issue 3, May/June 1995, pp. 507-512
• [16] J. M. Williamson, D. D. Trump, P. Bletzinger and B. N. Ganguly: “Comparison of high-voltage ac and pulsed operation of a surface dielectric barrier discharge”, 2006 J. Phys. D: Appl. Phys. 39 pp. 4400-4406
• [17] G. H. Kim, S. Y. Jeong and H.C. Kwon: „Capacitance between an atmospheric discharge plasma and the dielectric electrode in the parallel cell reactor”, Jorn. Of Korean Physical Society, Vol. 49, No. 3, Sept. 2006, pp. 1307-1311
• [18] M. Holub, S. Kalisiak, M. Wojtkun: „Cyfrowy układ sterowania wysokonapięciowym przekształtnikiem „Kicker Power Supply”, ELEKTRONIKA Wyd. Sigma-Not Sp. z o.o. nr 11/2007, pp. 100 – 103