Este trabajo presenta el análisis de una fuente de voltaje bipolar cuadrada compuesta por un puente completo y un transformador elevador, utilizada ampliamente como suministro para sistemas de descarga de barrera dieléctrica (DBD) en la generación de plasma no térmico. Primero se expone un esquema eléctrico de la fuente que incluye el comportamiento capacitivo de las descargas y elementos parásitos del transformador, para explicar el funcionamiento. Como resultado del modelo propuesto, se encontró que la inductancia de fugas del transformador tiene un rol importante para explicar el comportamiento de las formas de onda de voltaje y corriente de la DBD. Utilizando la teoría clásica de circuitos eléctricos y el plano de fase (usado más comúnmente en el análisis de convertidores resonantes), se obtuvieron ecuaciones para características importantes en el diseño de las fuentes de alimentación para plasma, como la potencia promedio suministrada a la DBD, el voltaje pico máximo y la duración de la descarga, en función no solo del voltaje de entrada y la frecuencia de conmutación, sino también de los algunos elementos parásitos del transformador y los parámetros del modelo eléctrico del reactor donde se produzca la DBD. El análisis y las ecuaciones desarrolladas son una nueva contribución útil para los diseñadores de fuentes de alimentación de sistemas de plasma no térmico, que permiten evitar el sobredimensionamiento en los semiconductores y del transformador que incrementan los costos de fabricación. Finalmente se compara el modelo y las ecuaciones con algunos resultados experimentales usando una lámpara Excimer como reactor para la DBD.
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Plasma Diagnostics and Applications
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FuenteEncuentro Internacional de Educación en Ingeniería ACOFI 2017