Construction of a power electronic source for cold plasma generation

• Roberto Carlos Martínez-Montejano ^[1] ; Carlos Miguel Castillo-Escandón ^[1] ; Víctor Esteban Espinoza-López ^[1] ; Isaac Campos-Cantón ^[1] ; María Guadalupe Neira-Velázquez ^[2] ; Gustavo Soria-Arguello ^[2]
  1. [1] Universidad Autónoma de San Luis Potosí

     Universidad Autónoma de San Luis Potosí

     México

     
  2. [2] Centro de Investigación en Química Aplicada, Departamento de Síntesis de Polímeros
• Localización: Ingeniería, investigación y tecnología, ISSN 1405-7743, ISSN-e 2594-0732, Vol. 20, Nº. 4, 2019
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Construcción de una fuente de electrónica de potencia para generación de plasma frío
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  • español

    Este artículo presenta el desarrollo de una fuente de electrónica de potencia de alto voltaje y alta frecuencia para la generación de plasma al vacío y a presión atmosférica, utilizando helio y aire como gases precursores. El diseño de la fuente consiste en un inversor de resonante en serie de puente completo con carga inductiva (L), que tiene un control implementado que permite variar el ciclo de trabajo y la frecuencia. La generación del plasma se logra aplicando una señal de alto voltaje en dos electrodos, que proveen un campo eléctrico fuerte que excita e ioniza partículas de helio o aire. Las descargas de plasma fueron hechas en diferentes configuraciones de electrodos: descarga de barrera dieléctrica, descarga de doble barrera dieléctrica y descarga tipo jet. La fuente de electrónica de potencia desarrollada demuestra su capacidad de desarrollar el campo eléctrico lo suficientemente fuerte para alcanzar las descargas de plasma deseadas.

  • English

    This paper presents the development of a high voltage and high-frequency power electronics source, for plasma generation, at atmospheric pressure and vacuum, using helium and air as working gases. The source design consists of an inductive (L) full bridge series resonant inverter at high frequency, where the control implemented allows varying duty cycle and frequency. Plasma generation is made by high voltage with the power signal applied on two electrodes, which provides a strong electric field that excites, and thus, ionize helium particles or air particles. The power electronic source operation was tested in different plasma reactor configurations (dielectric barrier discharge, double dielectric barrier discharge, and jet type discharge). The developed power electronics source shows a correct performance and generate a strong electric field to achieve the plasma discharges desired.