高電圧非線形伝送線路を用いた高速バーストパルス列による大気圧グロー放電の生成
高電圧非線形伝送線路を用いた高速バーストパルス列による大気圧グロー放電の生成
利用高压非线性传输线通过高速突发脉冲串产生大气压辉光放电
批准号：
17740363
负责人：
井深 真治
金额：
$2.5万
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2005 至 2006
中文摘要
翻译
昨年度の成果により,電極間距離数十〜数百μmの微小ギャップとHeガス流を用いることで,100ns以下程度の高電圧短パルス駆動により大気圧下においても大電力過渡グロー放電の実現が可能であることがあきらかとなった。しかし,過渡グロー放電の維持時間も数10ns程度となってしまい,放電への平均注入電力の増加を実現するためにはMHzを超える高繰り返しパルス印加が必要となり,既存のパワーエレクトロニクスデバイスでは困難な領域となってしまう。そこで,本年度は,チップ型積層セラミックコンデンサを非線形容量として用いた非線形伝送線路により高速バーストパルス列を生成し,MHz帯の高速バーストパルス駆動の可能性を検証した。非線形伝送線路中では,伝搬する高電圧パルスは非線形波動として伝搬し,その波形は孤立波と呼ばれる短パルスへと変化する。非線形伝送線路への入力パルスが,孤立波のパルス幅よりも長い場合,その出力波形は複数の孤立波が連続した高速パルス列となる。この波形整形効果は受動素子である非線形容量と線形インダクタのみで実現できることから,動作繰り返し周波数の上限も高く,弱電分野における高速パルス生成にも利用されえいる技術である。筆者らは,非線形容量としてチップ型セラミックコンデンサを複数個直列で用いる手法を確立し,非線形伝送線路の高電圧化に成功した。本研究で試作した非線形伝送線路は,半値幅40ns,パルス間隔60ns,波高値2kVのパルス列生成が可能である。パルスフォーミングネットワークを利用したパルス電源と微小ギャップ放電負荷との間に,この非線形伝送線路を接続することにより,アーク放電への遷移確率を低減しつつ,放電への平均注入エネルギーの最大値を1mJから1.7mJへ増大させることに成功した。
英文摘要
昨年度の成果により,電極間距離数十〜数百μmの微小ギャップとHeガス流を用いることで,100ns以下程度の高電圧短パルス駆動により大気圧下においても大電力過渡グロー放電の実現が可能であることがあきらかとなった。しかし,過渡グロー放電の維持時間も数10ns程度となってしまい,放電への平均注入電力の増加を実現するためにはMHzを超える高繰り返しパルス印加が必要となり,既存のパワーエレクトロニクスデバイスでは困難な領域となってしまう。そこで,本年度は,チップ型積層セラミックコンデンサを非線形容量として用いた非線形伝送線路により高速バーストパルス列を生成し,MHz帯の高速バーストパルス駆動の可能性を検証した。非線形伝送線路中では,伝搬する高電圧パルスは非線形波動として伝搬し,その波形は孤立波と呼ばれる短パルスへと変化する。非線形伝送線路への入力パルスが,孤立波のパルス幅よりも長い場合,その出力波形は複数の孤立波が連続した高速パルス列となる。この波形整形効果は受動素子である非線形容量と線形インダクタのみで実現できることから,動作繰り返し周波数の上限も高く,弱電分野における高速パルス生成にも利用されえいる技術である。筆者らは,非線形容量としてチップ型セラミックコンデンサを複数個直列で用いる手法を確立し,非線形伝送線路の高電圧化に成功した。本研究で試作した非線形伝送線路は,半値幅40ns,パルス間隔60ns,波高値2kVのパルス列生成が可能である。パルスフォーミングネットワークを利用したパルス電源と微小ギャップ放電負荷との間に,この非線形伝送線路を接続することにより,アーク放電への遷移確率を低減しつつ,放電への平均注入エネルギーの最大値を1mJから1.7mJへ増大させることに成功した。
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分布定数線路を用いた高周波パルス電源とその大気圧マイクロプラズマ生成への適用
分布常数线高频脉冲电源及其在常压微等离子体发生中的应用
分布常数线高频脉冲电源及其在常压微等离子体发生中的应用
DOI：
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发表时间：
2005
期刊：
電気学会プラズマ研究会資料 PST-05-100
影响因子：
--
作者：
[A.Youssef, 羽原他, 大西幸泰, Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., S.Kodama et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., N.Sakakibara et al., K.Hattori et al., S.Kodama et al., S.Ibuka, S.Ibuka, 小椋 健二, 古屋 文崇, 古屋 文崇, 古屋文祟, 三上亮, 古屋文祟, 三上亮]
通讯作者：
三上亮
高速パルス放電による大気圧グロープラズマの生成
高速脉冲放电产生大气压辉光等离子体
高速脉冲放电产生大气压辉光等离子体
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
平成18年電気学会全国大会講演論文集 1
影响因子：
--
作者：
[A.Youssef, 羽原他, 大西幸泰, Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., S.Kodama et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., N.Sakakibara et al., K.Hattori et al., S.Kodama et al., S.Ibuka, S.Ibuka, 小椋 健二, 古屋 文崇, 古屋 文崇, 古屋文祟, 三上亮]
通讯作者：
三上亮
マイクロプラズマ生成のための携帯型高電圧パルス電源の製作とその評価
用于微等离子体发生的便携式高压脉冲电源的制造和评估
用于微等离子体发生的便携式高压脉冲电源的制造和评估
DOI：
--
发表时间：
2005
期刊：
電気学会プラズマ研究会資料 PST-05-53
影响因子：
--
作者：
[A.Youssef, 羽原他, 大西幸泰, Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., S.Kodama et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., N.Sakakibara et al., K.Hattori et al., S.Kodama et al., S.Ibuka, S.Ibuka, 小椋 健二, 古屋 文崇, 古屋 文崇, 古屋文祟, 三上亮, 古屋文祟]
通讯作者：
古屋文祟
Compact pulsed power generator utilizing mpmlinear transmission line for stable microplasma generation
紧凑型脉冲功率发生器利用 mpm Linear 传输线实现稳定的微等离子体生成
紧凑型脉冲功率发生器利用 mpm Linear 传输线实现稳定的微等离子体生成
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
Abstract of 3rd International Workshop on Microplalsmas
影响因子：
--
作者：
[A.Youssef, 羽原他, 大西幸泰, Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., S.Kodama et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., N.Sakakibara et al., K.Hattori et al., S.Kodama et al., S.Ibuka, S.Ibuka]
通讯作者：
S.Ibuka
非線形伝送線路を利用した高速パルス電源による微小ギャップ大気圧グロー放電の生成
利用非线性传输线的高速脉冲电源产生微小间隙大气压辉光放电
利用非线性传输线的高速脉冲电源产生微小间隙大气压辉光放电
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集
影响因子：
--
作者：
[A.Youssef, 羽原他, 大西幸泰, Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., S.Mitsunobu et al., S.Kodama et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., Y.Takahashi et al., N.Sakakibara et al., K.Hattori et al., S.Kodama et al., S.Ibuka, S.Ibuka, 小椋 健二]
通讯作者：
小椋 健二
共 9 条
多孔質セラミックスを用いた新しい大気圧非平衡プラズマ生成法と環境機器への応用
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批准号：14780379
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项目类别：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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资助金额：$2.3万
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财政年份：2002
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负责人：井深 真治
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依托单位：
非熱平衡プラズマと触媒の相互作用による高効率排ガス分解
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批准号：12780355
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项目类别：Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额：$1.34万
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财政年份：2000
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负责人：井深 真治
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依托单位：
海外基金