Les dispositifs DBD se répandent dans un grand nombre d'applications industrielles.
Conçus il y a plus de 150 ans pour la production d'ozone afin de décontaminer l'eau à
grande échelle, ils ont depuis la fin du XXe investi les domaines du traitement de surface
polymère, du dépôt de couche mince sur substrat et de l'émission lumineuse pour la
décontamination et la dermatologie. Dans beaucoup d'applications, ils se substituent à
des traitements chimiques polluants ce qui leur confère un intérêt certain compte tenu
du contexte écologique actuel. Ces dispositifs sont mis en oeuvre avec un générateur
électrique dont les caractéristiques peuvent posséder un impact important sur la qualité
de la décharge. En outre, le comportement non-linéaire, la nature capacitive et la nécessité
d'une tension élevée (plusieurs kV), fait de l'étude de l'alimentation électrique des
dispositifs DBD une réflexion intéressante.
Ainsi, ce travail se consacre à l'étude et au dimensionnement d'alimentations des
dispositifs DBD et de leur impact sur leur comportement. Dans un premier temps, une
méthodologie générale d'étude du dimensionnement basée sur un modèle électrique des
dispositifs DBD est proposée puis l'intérêt et les potentialités du contrôle du courant de
décharge sont établis. Ensuite, le dimensionnement, la mise en oeuvre et l'optimisation
de deux convertisseurs contrôlés en courant sont proposés, et leurs effets sur le comportement
d'une décharge dans l'azote à pression atmosphérique sont présentés. Puis, les
impacts des couplages électrostatiques dans le transformateur élévateur sont évoqués, et
des méthodes d'estimation et de minimisation de ces effets sont proposées. Pour finir,
la possibilité d'éviction du transformateur élévateur est évoquée, menant à l'étude d'un
convertisseur haute tension (quelques kV) et haute fréquence (quelques MHz) basé sur
des interrupteurs au nitrure de gallium (GaN). |
Les dispositifs DBD se répandent dans un grand nombre d'applications industrielles.
Conçus il y a plus de 150 ans pour la production d'ozone afin de décontaminer l'eau à
grande échelle, ils ont depuis la fin du XXe investi les domaines du traitement de surface
polymère, du dépôt de couche mince sur substrat et de l'émission lumineuse pour la
décontamination et la dermatologie. Dans beaucoup d'applications, ils se substituent à
des traitements chimiques polluants ce qui leur confère un intérêt certain compte tenu
du contexte écologique actuel. Ces dispositifs sont mis en oeuvre avec un générateur
électrique dont les caractéristiques peuvent posséder un impact important sur la qualité
de la décharge. En outre, le comportement non-linéaire, la nature capacitive et la nécessité
d'une tension élevée (plusieurs kV), fait de l'étude de l'alimentation électrique des
dispositifs DBD une réflexion intéressante.
Ainsi, ce travail se consacre à l'étude et au dimensionnement d'alimentations des
dispositifs DBD et de leur impact sur leur comportement. Dans un premier temps, une
méthodologie générale d'étude du dimensionnement basée sur un modèle électrique des
dispositifs DBD est proposée puis l'intérêt et les potentialités du contrôle du courant de
décharge sont établis. Ensuite, le dimensionnement, la mise en oeuvre et l'optimisation
de deux convertisseurs contrôlés en courant sont proposés, et leurs effets sur le comportement
d'une décharge dans l'azote à pression atmosphérique sont présentés. Puis, les
impacts des couplages électrostatiques dans le transformateur élévateur sont évoqués, et
des méthodes d'estimation et de minimisation de ces effets sont proposées. Pour finir,
la possibilité d'éviction du transformateur élévateur est évoquée, menant à l'étude d'un
convertisseur haute tension (quelques kV) et haute fréquence (quelques MHz) basé sur
des interrupteurs au nitrure de gallium (GaN). |