工业领域使用的plasma设备的等离子体粒子是怎么形成的

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工业领域使用的plasma设备的等离子体粒子是怎么形成的：

作为物质的第四态，等离子体因其独特的离子效应、优良的导电性、显著的集体运动行为等特点，已经在能源、信息材料、化工、医疗、空间物理等领域得到了广泛的重视和使用。在等离子体应用和推广的同时各领域也对plasma设备的设计提出了更多的要求。由于传统直流等离子体发生器的能耗大，效率低下，新型高效等离子体发生器的设计研究越来越重要，以满足现代工业更高的需求。

针对传统直流plasma设备存在的问题，设计一种高频高压等离子体发生器。该系统由移相全桥PWM控制模块功率驱动模块、高稳定性双谐振升压模块等模块构成，可以实现输入电源效率的有效提升、驱动电路热损耗现象的极大降低和等离子体的稳定发生。

当在感应线圈上施加高频电场后部分空气电离产生的带电粒子做高速运动二次碰撞气体原子形成电离并在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形涡流。根据等离子体涡流效应可知，电流的频率越高磁通变化率越大感应电动势越大涡流效果越显著等离子体束越稳定。由于高频交变电流涡流效应的存在等离子体束具有趋肤效应。

电流频率越高穿透深度越小，趋肤效应越显著，plasma中的带电粒子越集中。在表层使表层电子密度增大，自吸现象(由发射体向外辐射的谱线为其自身的原子所吸收而使谱线中心强度减弱的现象)减弱，等离子体越稳定。

因此当放电端的电压和交变电流的频率分别达到相关阈值时，能够发生具有良好稳定性和高电子密度的plasma谐振升压电路对输入信号升压实现等离子体的稳定发生。

在高频升压电路的设计上，系统采用以LC谐振为理论基础的高频谐振固态特斯拉升压电路。电路由低压输入端、主电容组、谐振通断器、初次级线圈、放电端构成可以在放电端形成高压电场，以实现在高频高压条件下的等离子体发生。高频高压plasma设备系统，通过移相全桥控制电路提供控制信号在功率晶体管驱动下，经高频谐振升压电路对输入信号升压实现等离子体的稳定发生，实现了驱动管耗的降低和输入电源效率的提升。

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