Development of a DC Pulse Atmospheric Micro Plasma using a Voltage Doubled Capacitive Ballast

외부 Ballast Capacitor를 이용한 Voltage Doubler 전원장치를 이용하여 Micro size의 대기압 플라즈마를 발생장치를 개발하였다. 2개의 외부 Capacitor를 병렬로 연결하여 충전한 다음 외부 Capacitor를 직렬로 연결하여 전압을 2배압 시킨 상태에서 방전이 일어나도록 하였다. Capacitor의 충 방전 제어는 Switch Device인 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)를 사용하였다. 개발된 대기압 플라즈마는 외부 Capacitor와 인가전압을 독립적으로 변화시킬 수 있기 때문에 방전 시 전류 전압을 독립적으로 제어할 수 있으며 용도에 따라 Glow 방전에서 Arc 방전까지 제어가 가능하다. 본 연구에서는 900 V의 1.22 nF 외부 Capacitor 방전과 400 V의 10 nF 외부 Capacitor 방전을 비교하였다. 방전 시 전압파형과 전류파형은 서로 다르지만 소비된 방전에너지는 340 ${\mu}J$로 동일하다. ICCD camera와 Spectrometer를 이용하여 비교 분석을 실시하였다. 방전 image 및 Optical Emission Spectroscopy 분석을 이용하여 플라즈마의 온도, 밀도 등을 시간적, 공간적으로 분석하였다.