陈国际 余志勇

摘 要： 本文对高压尖端放电控制技术进行了研究，控制电路包括脉宽调制推挽电路、BOOST升压电路、倍压整流电路、放电控制电路等。设计了高压尖端放电控制电路。

关键词： 高压尖端放电；推挽电路；BOOST升压电路；倍压整流电路；放电控制电路

1 前言

一切电流通过气体的现象称为气体放电或气体导电。气体放电按照维持放电是否必需外界电离源而分为非自持放电和自持放电。高压尖端放电就是利用非自持放电的物理特性，通过高压放电电路产生的高电压加载到电极上，由于电极端部曲率半径很小，高电压使得电极尖端表面附近产生很强的电场，电极附近的气体会被局部击穿而产生高压放電现象。

2 尖端放电能量分布机理

根据Masao和Tachikura的研究分析，由于电极之间放电能量分布不均匀，导致电弧轴向上的温度也是呈不均匀分布的，如图1所示。

放电电弧的能量分布可以通过单位面积内的电流密度I（A，m2）来表示：

其中I为高压放电时，两电极之间流过的电流，在X-Y平面内，令r2=x2+y2，Z为两个电极之间位置变量。σ（z）为Z轴方向任意位置处电流密度的宽度，它是服从高斯分布的曲线。σ（z）由以下公式给出：

其中σ0表示两个电极的中心位置z=0处的电流分布宽度，C为热辐射量在方向上的常量。

由公式（1）和公式（2）可以看出，放电过程中，在电极的尖端处的温度最高，两个电极尖端连线的中心位置z=0温度最低。尖端放电产生的能量分布如图2所示。

3 高压尖端放电控制系统