Published February 1, 2021
| Version v1
Publication
Open
Mechanisms of low-frequency dielectric barrier discharge (DBD) plasma driven by unipolar pulses and bipolar pulses
- 1. University of Da Nang
- 2. Aichi Prefectural Police
Description
In this study, experimental results presenting the development of Dielectric Barrier Discharge (DBD) powered by bipolar and unipolar pulses are compared. The experimental results showed that discharge current peaks in the case of DBD driven by repetitive unipolar pulses were about three times lower than those in the case of DBD driven by bipolar pulses. It is well known that if DBD is driven by bipolar pulses, the effect of surface charge on dielectric layers from the preceding discharge helps to ignite consecutive discharges at the same locations where the previous discharges already struck. In contrast, in the case of DBD generated by using the low-frequency unipolar pulses, the consecutive DBDs just could be initiated after the system erases part of the prehistory effect of surface charge deposition on dielectric layers from the preceding discharge, and then the following discharge was ignited at erased or uncharged areas. It was critical that a part of the energy stored in the dielectric layer and discharge gap by the previous discharge needed to be released to develop the next discharge. The results of this study provided an outlook for estimating the effectiveness of the DBD plasma system used in specific applications such as DBD for flow actuators or surface treatment where the use of unipolar DBDs at low frequency may be necessary.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، تتم مقارنة النتائج التجريبية التي تقدم تطور تفريغ الحاجز العازل (DBD) المدعوم بالنبضات ثنائية القطب وأحادية القطب. أظهرت النتائج التجريبية أن قمم تيار التفريغ في حالة DBD مدفوعة بنبضات أحادية القطب متكررة كانت أقل بحوالي ثلاث مرات من تلك الموجودة في حالة DBD مدفوعة بنبضات ثنائية القطب. من المعروف جيدًا أنه إذا كان DBD مدفوعًا بنبضات ثنائية القطب، فإن تأثير الشحنة السطحية على الطبقات العازلة للكهرباء من التفريغ السابق يساعد على إشعال التصريفات المتتالية في نفس المواقع التي ضربت فيها التصريفات السابقة بالفعل. في المقابل، في حالة DBD الناتجة عن استخدام النبضات أحادية القطب منخفضة التردد، يمكن بدء DBDs المتتالية فقط بعد أن يمحو النظام جزءًا من تأثير ما قبل التاريخ لترسيب الشحنة السطحية على الطبقات العازلة للكهرباء من التفريغ السابق، ثم تم إشعال التفريغ التالي في المناطق المحذوفة أو غير المشحونة. كان من الأهمية بمكان أن يتم تحرير جزء من الطاقة المخزنة في الطبقة العازلة وفجوة التفريغ بواسطة التفريغ السابق لتطوير التفريغ التالي. قدمت نتائج هذه الدراسة نظرة مستقبلية لتقدير فعالية نظام بلازما DBD المستخدم في تطبيقات محددة مثل DBD لمشغلات التدفق أو المعالجة السطحية حيث قد يكون من الضروري استخدام DBD أحادي القطب بتردد منخفض.Translated Description (French)
Dans cette étude, les résultats expérimentaux présentant le développement de la décharge de barrière diélectrique (DBD) alimentée par des impulsions bipolaires et unipolaires sont comparés. Les résultats expérimentaux ont montré que les pics de courant de décharge dans le cas de DBD piloté par des impulsions unipolaires répétitives étaient environ trois fois inférieurs à ceux dans le cas de DBD piloté par des impulsions bipolaires. Il est bien connu que si la DBD est pilotée par des impulsions bipolaires, l'effet de la charge de surface sur les couches diélectriques de la décharge précédente contribue à allumer des décharges consécutives aux mêmes endroits où les décharges précédentes ont déjà frappé. En revanche, dans le cas du DBD généré en utilisant les impulsions unipolaires basse fréquence, les DBD consécutives pourraient simplement être initiées après que le système ait effacé une partie de l'effet préhistorique du dépôt de charge de surface sur les couches diélectriques de la décharge précédente, puis la décharge suivante a été allumée au niveau des zones effacées ou non chargées. Il était essentiel qu'une partie de l'énergie stockée dans la couche diélectrique et de l'espace de décharge par la décharge précédente soit libérée pour développer la prochaine décharge. Les résultats de cette étude ont fourni une perspective pour estimer l'efficacité du système de plasma DBD utilisé dans des applications spécifiques telles que DBD pour les actionneurs de flux ou le traitement de surface où l'utilisation de DBD unipolaires à basse fréquence peut être nécessaire.Translated Description (Spanish)
En este estudio, se comparan los resultados experimentales que presentan el desarrollo de la descarga de barrera dieléctrica (DBD) alimentada por pulsos bipolares y unipolares. Los resultados experimentales mostraron que los picos de corriente de descarga en el caso de DBD impulsado por pulsos unipolares repetitivos fueron aproximadamente tres veces más bajos que en el caso de DBD impulsado por pulsos bipolares. Es bien sabido que si DBD es impulsado por pulsos bipolares, el efecto de la carga superficial en las capas dieléctricas de la descarga anterior ayuda a encender descargas consecutivas en los mismos lugares donde ya se produjeron las descargas anteriores. Por el contrario, en el caso del DBD generado mediante el uso de pulsos unipolares de baja frecuencia, los DBD consecutivos solo podrían iniciarse después de que el sistema borre parte del efecto de la prehistoria de la deposición de carga superficial en las capas dieléctricas de la descarga anterior, y luego la siguiente descarga se encendió en áreas borradas o sin carga. Era fundamental que una parte de la energía almacenada en la capa dieléctrica y el espacio de descarga por la descarga anterior se liberara para desarrollar la siguiente descarga. Los resultados de este estudio proporcionaron una perspectiva para estimar la efectividad del sistema de plasma DBD utilizado en aplicaciones específicas, como DBD para actuadores de flujo o tratamiento de superficie, donde puede ser necesario el uso de DBD unipolares a baja frecuencia.Files
5.0033846.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آليات تفريغ حاجز العزل الكهربائي منخفض التردد (DBD) البلازما مدفوعة بنبضات أحادية القطب ونبضات ثنائية القطب
- Translated title (French)
- Mécanismes de décharge de barrière diélectrique basse fréquence (DBD) plasma piloté par des impulsions unipolaires et des impulsions bipolaires
- Translated title (Spanish)
- Mecanismos del plasma de descarga de barrera dieléctrica (DBD) de baja frecuencia impulsado por pulsos unipolares y pulsos bipolares
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3127344902
- DOI
- 10.1063/5.0033846
References
- https://openalex.org/W1561385610
- https://openalex.org/W1676646514
- https://openalex.org/W1972063636
- https://openalex.org/W1982599656
- https://openalex.org/W1983635840
- https://openalex.org/W1997973064
- https://openalex.org/W2019422992
- https://openalex.org/W2020167355
- https://openalex.org/W2025373437
- https://openalex.org/W2043539472
- https://openalex.org/W2043837047
- https://openalex.org/W2066087568
- https://openalex.org/W2074358052
- https://openalex.org/W2089611222
- https://openalex.org/W2103987876
- https://openalex.org/W2122143338
- https://openalex.org/W2125498261
- https://openalex.org/W2328752358
- https://openalex.org/W2520231387
- https://openalex.org/W2593267412
- https://openalex.org/W2599301840
- https://openalex.org/W2621786901
- https://openalex.org/W2797300643
- https://openalex.org/W2892567657
- https://openalex.org/W2901676698
- https://openalex.org/W2979155653
- https://openalex.org/W3041159819