Системы импульсного электропитания и возбуждение на их основе диффузного разряда тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

На правах рукописи

Лай Гуйю

Системы импульсного электропитания и возбуждение на их основе диффузного разряда

01.04.13 - электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2004г.

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете)

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Школьников Эдуард Яковлевич

Официальные оппоненты' доктор технических наук, профессор

Собенин Николай Павлович

кандидат технических наук, Грибов Александр Николаевич

Ведущая организация: Санкт-Петербурккий государственный

технический университет

Защита состоится 24 декабря 2004г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.130.01 в кснференцзале МИФИ по адресу: 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31, тел.324-84-98, 323-91-67.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Просим принять участие в работе диссертационного совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организа-

ции.

Автореферат р а з о

Ученый секретарь диссертационного совета

) 4 г

Щедрин И.С.

Общая характеристика работы

В научных исследованиях, новейших технологиях, практической медицине находят широкое применение устройства мощной импульсной электрофизики. Одним из таких применений является использование импульсной газоразрядной плазмы для целей стерилизации медицинского и иного инструментария, а также обеззараживания загрязненной среды.

В отличие от традиционно используемых способов стерилизации газоразрядные методы обладают рядом принципиальных преимуществ. Здесь следует отметить низкие температуры стерилизации, что дает возможность стерилизовать термочувствительные материалы. Плазма разряда содержит широкий спектр агентов стерилизации: заряженные частицы, высоковозбужденные нейтралы, активные продукты плазмохимических реакций, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, что позволяет проводить стерилизацию эффективно и за малые времена порядка нескольких минут. В отличие от стерилизующих устройств на основе ускорителей заряженных частиц плазменные стерилизаци-онные установки не требуют специальных помещений и специально подготовленного персонала. Их отличает экологическая безопасность и малая стоимость.

В настоящее время ведутся активные работы по исследованию возможностей использования для практических целей различных способов генерации стерилизующей газоразрядной плазмы (тлеющий разряд, корона, диэлектрический барьерный разряд, высокоскоростные плазменные струи, индукционные плазменные разряды). В то же время, необходимо отметить ряд существенных недостатков, которые ограничивают возможности широкого распространения подобных установок. Так, в частности, коронные и диэлектрические барьерные разряды обладают сравнительно малой эффективностью наработки агентов стерилизации, что приводит к необходимости значительного увеличения длительности процесса обработки. В установках, использующих в качестве активной среды тлеющие разряды пониженного давления, требуется применение специального вакуумного оборудования^ что усложняет и увеличивает стоимость стерилизационной установки, а сложность

з

| ¿ГЯЗЩ

применения стерилизующих устройств, в том числе и при обработке влажных материалов и инструментов. Тлеющий разряд при атмосферном давлении газовой среды возбуждается в коротких разрядных промежутках (не более 1-2 см), что не позволяет размещать непосредственно в них реальные стерилизуемые объекты. Необходимость увеличения объема рабочих камер установок вынуждает использовать для стерилизации только долгоживущие продукты разряда, которые выносятся из межэлектродного зазора малого объема потоком транспортирующего газа, что снижает эффективность стерилизации.

В результате проведенных в МИФИ и ВНИИЭФ исследований было предложено использовать в качестве источника стерилизации низкотемпературную плазму импульсно-периодического диффузного разряда, возбуждаемого в рез-конеоднородных полях. При давлениях от десятков Торр и вплоть до атмосферного резконеоднородное распределение поля позволяет увеличить межэлектродный зазор и, следовательно, рабочий объем стерилизационных камер. При длительностях импульсов десятки наносекунд - единицы микросекунд обеспечивается режим разряда, который характеризуется диффузным свечением и генерацией высокоэнергетичных (убегающих) электронов. Данное обстоятельство способствует генерации мягкого рентгеновского излучения (единицы - десятки кэВ), резко повышающего эффективность стерилизации.

Импульсно-периодический диффузный разряд использовался для ионизации больших объемов рабочей среды газовых лазеров. Были проведены успешные эксперименты по наработке озона, а также по деструкции плазмой им-пульсно-периодического диффузного атмосферного разряда органических загрязнителей воздуха, в том числе таких стойких как четыреххлористый углерод и бензол.

Целью диссертации является

Выработка параметров, создание структуры и моделирование работы им-пульсно-периодических генераторов для электропитания газоразрядных камер.

• Экспериментальное исследование работы импульсно-периодических генераторов на резистивную нагрузку.

• . Исследование электродных систем газоразрядных камер, создающих рез-

ко-неоднородное распределение электрического поля.

• Исследование возбуждения диффузного разряда при работе импульсно-периодических генераторов на газоразрядные камеры.

• Измерение и анализ характеристик импульсно-периодического диффузного разряда для различных способов его возбуждения и величин давления остаточного газа.

Научная новизна работы заключается в следующем

1. Впервые использована для возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда в газоразрядных камерах с расстоянием между электродами более 5 см в широком диапазоне изменения давления рабочего газа электродная система, создающая резконеоднородное распределение электрического поля: спиральный проволочный электрод-поверхность.

2. Впервые использована для возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда в газоразрядных камерах объемом до ЗОдм3 комбинированная система электропитания, состоящая из источника постоянного напряжения и импульсно-периодического генератора, которая увеличивает энерговыделение в разряде, а также улучшает равномерность распределения разряда по объему камеры.

3. Впервые получено возбуждение импульсно-периодического диффузного разряда с использованием разработанных импульсных генераторов с малой длительностью фронта импульса (менее 10 нс) во всем диапазоне рассматриваемых давлений газа в газоразрядной камере - от 10 Торр и вплоть до атмосферного.

4. Впервые исследована макро- и микроструктура импульсно-периодического диффузного разряда с электродной системой спиральный проволочный электрод - плоскость.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты позволяют создать экспериментальный образец установки, реализующей новую технологию стерилизации на основе воздействия низкотемпературной плазмой им-пульсно-периодического диффузионного разряда, возбуждаемого в резконеод-нородных полях. На этой основе может быть разработан промышленный стерилизатор для широкого применения в медицинских учреждениях, парикмахерских и т.д. Большая востребованность подобных стерилизаторов связана с тем, что плазма импульсно-периодического атмосферного диффузного разряда, возбуждаемого в резконеоднородных полях, обладает широким спектром агентов стерилизации: заряженными частицами, высоковозбужденными нейтралами, активными продуктами плазмохимических реакций, ультрафиолетовым излучением. Помимо этого, в результате реализации режима убегающих электронов генерируется рентгеновское излучение в диапазоне единицы-десятки кэВ. В результате резко повышается эффективность процесса стерилизации и становится возможным обеззараживать стойкие микробные культуры. Низкотемпературный характер плазмы разряда позволяет стерилизовать термочувствительные материалы, которые довольно широко распространены в медицинских учреждениях. На защиту выносится

1. Результаты моделирования работы импульсно-периодических генераторов для возбуждения диффузного разряда.

2. Результаты экспериментального исследования работы импульсно-периодических генераторов на резистивную нагрузку.

3. Результаты исследования электродных систем газоразрядных камер, создающих резконеоднородное электрическое поле для возбуждения диффузного разряда.

4. Результаты экспериментального исследования возбуждения диффузного разряда при работе импульсно-периодических генераторов на газоразрядную камеру.

5. Результаты измерения и анализа характеристик диффузного разряда для различных электродных систем, различных систем импульсного электропитания, различного давления рабочего газа в газоразрядных камерах. Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации были представлены на следующих конференциях: 14th IEEE International Pulsed Power Conference, Dallas, Texas, USA, June 15-18,2003; XV Научно-техническая конференция «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» Судак, Украина, май 2003; Научная сессия МИФИ-2003, секция "Физико-технические проблемы нетрадиционной энергетики" Москва, 2003 г.; Научная сессия МИФИ-2004, секция "Физико-технические проблемы нетрадиционной энергетики" Москва, 2004 г.

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 7 работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 120 источников. Общий объем работы составляет 117 страниц, из них 106 страниц основного текста, 62 рисунка, 4 таблицы.

Содержание работы

В первой главе на основе анализа различных условий экспериментальных исследований по возбуждению импульсно-периодических диффузных разрядов в резконеоднородных полях выработаны обобщенные требования к параметрам системы импульсного электропитания установки: амплитуда импульсов напряжения 10-150 кВ; энергия в импульсе 0,1-5 Дж; частота следования импульсов до 100 Гц; длительность импульса 30 нс-1 мкс; длительность фронта импульса 10-100 нс; сопротивление нагрузки 0,1-1 кОм.

Анализ схем построения импульсно-периодических генераторов для возбуждения диффузных разрядов с учетом специфики технологических аспектов их применения и экспериментальных исследований установил, что наиболее оптимальной в рассматриваемом случае является структура генератора на ос-

нове импульсного трансформатора, во вторичной цепи которого установлен формирователь наносекундных импульсов с быстродействующим газовым коммутатором.

Для экспериментальных исследований систем импульсного электропитания, возбуждения и определения параметров импульсно-периодических диффузных разрядов в газовых средах при различных давлениях разработан экспериментальный стенд, в состав которого входят газоразрядные камеры, вакуумная система, система высоковольтного импульсно-периодического электропитания, информационно-измерительная система (рис 1) Особенностью системы высоковольтного импульсно-периодического электропитания является возможность одновременного использования источника постоянного напряжения и импульсного наносекундного генератора Постоянное напряжение, подаваемое на высоковольтный электрод, приводит к формированию коронного разряда, который способствует предварительной ионизации газа в камере и создает условия для возбуждения однородного импульсного диффузного разряда в широком диапазоне давлений воздуха.

Рис. 1. Система импульсного электропитания экспериментального стенда.

Исследования по возбуждению импульсно-периодических диффузных разрядов проводились с использованием двух специально разработанных вакуумно-плотных газоразрядных камер, которые позволяют использовать газовые среды различного состава и давления. Эффективные рабочие объемы камер достигают 30 дм3. Конструкциями камер предусмотрена возможность

применения разнообразных типов высоковольтных электродных систем, общей чертой которых является способность формировать в разрядных промежутках резконеоднородные электрические поля. Среди исследованных электродных конфигураций можно отдельно выделить системы, в которых над заземленным электродом размещался высоковольтный электрод, выполненный в виде одиночного острия, проволочки, многоострийной системы либо спирального проволочного электрода.

Определение электрических параметров разряда обеспечивалось благодаря одновременной регистрации импульсов тока и напряжения на газоразрядной камере установки. Для измерений высоковольтных импульсов напряжения использовался резистивный делитель напряжения, токовые характеристики регистрировались с помощью низкоиндуктивных резистивных шунтов, включенных в шину заземления газоразрядной камеры. Математическая обработка экспериментальных осциллограмм напряжения и тока проводилась в соответствии с алгоритмом, созданном на основе эквивалентной схемы электропитания установки. Это давало возможность получать значение мощности разряда, мощности активных потерь и динамику вложения энергии в разряд.

Во второй главе рассматривается комбинированная система импульсного электропитания и возбуждения на ее основе диффузных разрядов. Система содержит генераторы с трансформаторной схемой формирования импульсов высокого напряжения, а также источник постоянного напряжения смещения. Генераторы разработаны в двух модификациях: с положительной и отрицательной полярностью выходного импульса. Основные электрические характеристики генераторов следующие: максимальная амплитуда импульса напряжения - 50 кВ, длительность импульса - 0,15 - 0,3 мкс; длительность фронта импульса - 0,05 - 0,1 мкс; сопротивление нагрузки - 0,1 - 5кОм; максимальный уровень энергонакопления - 0,3 Дж; максимальная частота срабатывания - 100 Гц.

Электрические процессы в комбинированной системе электропитания с одновременным использованием импульсного генератора и источника постоянного напряжения, были промоделированы с помощью пакета прикладных

программ Micro-cap. Газоразрядная камера в эквивалентной схеме представлена в виде параллельной резистивно-емкостной цепи, в которой в ветвь с резистором введен коммутирующий элемент, что позволяет моделировать задержку формирования канала разряда (10-50 нс). На первой стадии разряда через межэлектродный промежуток протекает емкостной ток, амплитуда которого составляет 10 А. Вторая стадия в результате коммутации резистивной ветви сопровождается протеканием активной составляющей тока, при этом полный ток разряда возрастает до нескольких сотен ампер.

Динамика передачи энергии в нагрузку зависит от ее сопротивления, и как показывают расчеты, условия максимальной энергопередачи в нагрузку обеспечиваются при согласовании внутреннего импеданса импульсного генератора и сопротивления нагрузки. При увеличении напряжения смещения наблюдается рост тока разряда и величины энерговложения в разряд, что связано с возрастанием полного напряжения на разряде, которое слагается из напряжения смещения и импульсного напряжения от генератора высоковольтных импульсов.

Экспериментальные исследования по возбуждению импульсно-периодических диффузных разрядов с использованием комбинированной схемы электропитания стенда были проведены для давлений воздуха от 10 до 300 Торр. В экспериментах были использованы генераторы с трансформаторной схемой формирования импульсов положительной и отрицательной полярности с амплитудой от 25 кВ до 50 кВ. Постоянное напряжение смещения, прикладываемое к электродной системе газоразрядной камеры, изменялось от 0 до 20 кВ.

Эксперименты показали, что при использовании генераторов импульсов различной полярности создаются условия для возбуждения импульсно-периодических разрядов в газоразрядных камерах с активным объемом от 1 дм3 до 30 дм3 в диапазоне давлений воздуха от 10 Торр до 200 Торр. Разряд заполняет весь эффективный объем межэлектродного промежутка, а его пространственная структура и электрические характеристики зависят от целого ряда факторов: конфигурации электродной системы, давления газовой среды, амплитуды и полярности импульса напряжения, уровня напряжения смещения, прило-

женного к электродной системе и др. Использование генераторов с отрицательной полярностью импульсов оказывается более предпочтительным, так как при этом возможна реализация режима убегающих электронов и генерация рентгеновского излучения.

Особо следует отметить влияние давления газовой среды на структуру разряда. Так, в частности, если при давлениях воздуха менее 30 Торр разряд имеет объемную форму и равномерно заполняет активный объем межэлектродного промежутка, то в случае увеличения давления на фоне общего объемного свечения разряда наблюдается образование отдельных диффузных разрядных каналов. Каналы имеют форму, близкую к конусу, с вершинами, примыкающими к высоковольтному электроду. Диаметр каналов у вершины конуса составляет 1-2 мм, диаметр основания конуса 5-10 мм. Свечение каналов по их длине неоднородно: яркость снижается по мере удаления от высоковольтного электрода. Сопротивление разряда возрастает с ростом давления от нескольких десятков Ом до нескольких кОм, соответственно изменяется и уровень энерговложения в разряд. Максимальное энерговложение в разряд, фиксируемое при давлении воздуха около 50 Торр, составило 0,15 Дж. При этом амплитуда тока разряда достигает 80 А.

Структура диффузного разряда изменяется при введении в межэлектродный промежуток обрабатываемых предметов (например, чашек Петри), к кромкам которых «привязываются» диффузные каналы разряда. Однородность разряда восстанавливается, если в межэлектродный зазор вводится диэлектрический барьер, который одновременно вызывает изменение электрических параметров разряда: его сопротивление возрастает, снижается амплитуда разрядного тока. Диэлектрический барьер ограничивает верхнюю границу диапазона давлений воздуха, в котором выполняются условия для возбуждения диффузного разряда, на уровне 70-100 Торр (рис.2).

Рис.3. Зависимости энерговложения в разряд от давления при различных напряжениях смещения:

Эксперименты с комбинированной системой электропитания разряда показали возрастание тока разряда и уровня энерговложения при увеличении напряжения смещения, что полностью соответствует результатам расчетного моделирования (рис.3). Наблюдается улучшение однородности диффузных разрядов под влиянием коронного разряда, зажигаемого вблизи высоковольтного электрода при воздействии напряжения смещения, что способствует расширению рабочего диапазона давлений для исследования диффузных разрядов. Одновременно следует отметить определенные ограничения на величину напряжения смещения, связанные со снижением электропрочности межэлектродного промежутка при уменьшении давления газа в камере. Так при давлении воздуха 35 Торр максимальный уровень напряжения смещения составляет 5 кВ.

В третьей главе рассмотрены генераторы, вырабатывающие импульсы напряжения с амплитудой от 30 кВ до 120 кВ и длительностью фронта менее 10 нс. Подобные параметры импульсов способствуют улучшению однородности разряда, возбуждению его при давлениях близких и равных атмосферному, а также получению в качестве агента стерилизации рентгеновского излучения за счет эффекта убегающих электронов. Разработанные генераторы содержат наносекундные формирователи импульсов: ФИ-70, ФИ-120П, ФИ-120.

Генераторы имеют подобную структуру, и включают в себя импульсное высоковольтное зарядное устройство, а также наносекундный импульсный формирователь, подключаемый к нагрузке с помощью искрового разрядника. Диапазон регулировки длительностей импульсов напряжения составляет от 30 не до 1 мкс, при максимальной частоте следования импульсов 50 Гц. Формирователи импульсов отличаются конструктивным и схемотехническим исполнением, уровнем зарядного напряжения и емкостью установленных в них накопителей энергии. Формирователь ФИ-120П содержит RLC-корректирующую цепочку, которая способствует формированию плоской вершины импульса с длительностью до 0,5 мкс. В табл. 1 приведены основные характеристики формирователей наносекундных импульсов.

Табл.1

Тип формирователя импульсов Емкость накопителя, нФ Максимальное зарядное напряжение накопителя, кВ Максимальный уровень энергонакопления, Дж

ФИ-70 0,5-е-1,0 70 2,5

ФИ-120П 0,8 120 5,7

ФИ-120 0,15 120 1

Анализ переходных процессов в цепях электропитания был проведен на основе обобщенной эквивалентной схемы импульсных генераторов и газоразрядной камеры (рис.4).

Рис.4. Обобщенная эквивалентная электрическая схема импульсных генераторов и газоразрядной камеры.

Время, не

Рис.5. Импульсы напряжения на активной нагрузке (1к0м), формируемые с использованием RLC-корректирующих цепей с параметрами: 1 - 35 мкГн, 300 пФ, 400 Ом; 2-150 мкГн, 300 пФ, 850 Ом; 3 - 300 мкГн, 300 пФ, 1200 Ом. Емкость накопителя 500 пФ, зарядное напряжение накопителя 100 кВ. Моделирование работы генераторов показало, что определяющее влияние

на параметры формируемого на выходе импульса напряжения имеют характеристики элементов выходного разрядного контура, образованного высоковольтным накопителем энергии, корректирующей цепочкой и нагрузкой. Использование корректирующей цепочки в разрядном контуре создает условия для формирования плоской вершины импульса (рис.5). Однако при этом он обладает меньшей амплитудой по сравнению с зарядным напряжением накопите-

ля, что вызвано дополнительным паданием напряжения на элементах корректирующей цепочки. Таким образом, амплитуда формируемого импульса и длительность его плоской вершины оказываются в данном случае взаимозависимыми параметрами. Кроме этого анализ переходных процессов показал, что для формирования импульсов с плоской вершиной требуется тщательный выбор параметров элементов разрядного контура (накопителя энергии, корректирующей цепочки и нагрузки), так как в противном случае могут возникать искажения импульса, проявляющиеся в наличии выбросов и колебаний напряжения. Подобные эффекты искажений формы импульса могут проявиться при использовании генератора для электропитания газоразрядных и плазменных установок, представляющих собой нагрузку с ярко выраженными нелинейными характеристиками.

Моделирование переходных процессов в схемах генераторов позволило определить особенности их работы на газоразрядную камеру. Так длительность фронта импульса напряжения увеличивается при возрастании емкости нагрузки. Данное обстоятельство накладывает ограничения на конструктивную емкость газоразрядной камеры и ее высоковольтных токовводов. Так расчеты показали, что при электропитании нагрузок с емкостью 10 пФ длительность фронта импульса напряжения составит около 10 нс. Дальнейшее увеличение собственной емкости газоразрядной камеры приводит к увеличению времени нарастания импульса, что делает затруднительным режим генерации убегающих электронов. Отметим еще одну особенность влияния емкости газоразрядной камеры на формирование импульсов напряжения. Дело в том, что собственная емкость нагрузки образует дополнительный колебательный контур, включающий в себя емкость накопителя энергии и паразитную индуктивность разрядного контура, в результате чего создаются условия для выброса напряжения на фронте импульса величиной до 30% (рис.6).

140 -

ш по: а 100 :

X 80

0

* бо:

1 40 :

я

1 20 { о:

0 100 200 300 400 500 600 Время, нс

Рис.6. Формирование выброса напряжения на резистивно-емкостной нагрузке.

Особенностью работы рассмотренной схемы генераторов является то, что при замкнутом выходном коммутаторе в нагрузку осуществляется одновременная передача энергии и из емкостного накопителя, установленного в первичной цепи импульсного зарядного устройства. Проведенный анализ переходных процессов в схеме генератора показывает, что процессы, происходящие в цепях зарядного устройства, вызывают увеличение длительности спада выходного импульса напряжения. Кроме этого, может происходить формирование выброса обратной полярности, амплитуда которого не превышает 15-20% относительно амплитуды основного импульса.

В генераторах, построенных по рассматриваемой схеме, амплитуда импульса напряжения на нагрузке определяется достигнутым к моменту срабатывания выходного коммутатора уровнем зарядного напряжения емкостного накопителя. Данная особенность позволяет производить регулировку в широких пределах амплитуды выходных импульсов генератора без изменения условий работы импульсного зарядного устройства, что достигается за счет изменения напряжения самопробоя газового разрядника, используемого на выходе генератора. Генераторы допускают их использование в комбинированных схемах электропитания с источниками постоянного напряжения, при этом они не требуют какого-либо изменения структуры.

Разработанное импульсное зарядное устройство создано на базе импульсного трансформатора, который имеет стержневую структуру с незамкнутым

магнитопроводом, составленным из ферритовых колец. Устройство позволяет проводить зарядку емкостного накопителя формирователей импульсов до напряжения 120 кВ при частоте срабатывания до 100 Гц. Корректирующую RLC-цепь содержит только наносекундный формирователь ФИ-120П. Все формирователи выполнены в виде отдельных подключаемых друг к другу конструктивных блоков, которые размещены в едином корпусе. Формирователи ФИ-70 и ФИ-120П содержат емкостные накопители в высоковольтных цепях, в то время как в формирователе ФИ-120 роль накопителя играет емкость высоковольтного кабеля. Экспериментальные данные работы генераторов на активную нагрузку показали хорошее соответствие результатам моделирования.

В четвертой главе рассмотрены результаты исследований по возбуждению импульсно-периодических диффузных разрядов с использованием генераторов с формирователями серии ФИ. В случае формирователя импульсов ФИ-70 амплитуда импульсного напряжения на электродах газоразрядной камеры изменялась от 30 кВ до 60 кВ, емкость накопителя, установленного в формирователе, менялась в диапазоне от 400 пФ до 950 нФ. Это обеспечивало передачу энергии в разряд от 0,2 Дж до 1,5 Дж за импульс.

Эксперименты с формирователем ФИ-70 показали, что в диапазоне давлений от 10 Торр до 150 Торр импульсно-периодический разряд сохраняет диффузную форму и заполняет весь активный объем межэлектродного промежутка. При этом его структура меняется при изменении давления газа, что, в частности, проявляется в формировании отдельных диффузных разрядных каналов при давлениях выше 50 Торр. При увеличении давления выше 150 Торр наблюдается контрактация разряда, в результате чего ток разряда локализуется в одном искровом канале, перемыкающем межэлектродный промежуток. В случае увеличения давления больше 200 Торр нарушаются условия зажигания разряда, когда через межэлектродный промежуток протекает лишь емкостной ток. Увеличение напряжения на электродах камеры несколько расширяет диапазон давлений, при которых выполняются условия для возбуждения разрядов с диффузной формой.

При введении в межэлектродный промежуток стерилизуемых объектов в виде чашек Петри наблюдается изменение структуры разряда с возникновением эффекта «привязки» каналов к кромкам. В то же время использование электродных систем с диэлектрическим барьером способствует предотвращению проявления подобных эффектов, как и в случае комбинированной системы электропитания.

Давление,'

Рис.7. Зависимости вкладываемой в разряд энергии от давления воздуха при различных значениях емкости и напряжении накопителя энергии: • - С„ак=650 пФ, инак =35 кВ; А - Снак=950 пФ, и,ик=43 кВ.

Определяющее значение на электрические характеристики разряда (амплитуды напряжения и тока, сопротивление, уровень энерговложения) имеют как параметры генератора, так и такие факторы как длина межэлектродного промежутка, давление газа, конфигурация электродной системы, наличие диэлектрического барьера. Эксперименты показали, что энерговложение в разряд (рис.7) имеет максимум при давлении газа в камере в диапазоне от 50 до 110 Торр. Это определяется созданием условий эффективной передачи энергии при согласовании импедансов нагрузки и генератора импульсов. Следует отметить, что в данном случае величина энергии, вложенной в разряд, втрое превосходит аналогичное значение, полученное при использовании генератора с трансформаторной схемой формирования и комбинированной системой питания, а плотность энергии превосходит более чем на порядок.

В генераторе с наносекундным формирователем импульсов ФИ-120П в выходном разрядном контуре установлена RLC-корректирующая цепочка, способствующая формированию плоской вершины импульса. Этот формирователь позволяет при прочих равных условиях существенно увеличить длительность импульса разряда. Вместе с тем по сравнению с формирователем ФИ-70 уменьшается амплитуда разрядного тока и электрическая мощность разряда. Разряд заполняет весь эффективный объем межэлектродного промежутка, в диапазоне давлений от 10 Торр до 150 Торр с сохранением их диффузной структуры. Однако диапазон давлений, при котором активный ток разряда еще заметно превосходит емкостной, увеличивается в 1,5 раза.

Исследования условий возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда при давлениях близких к атмосферному и в активных объемах разрядной области до 5 были проведены с использованием импульсного генератора на базе формирователя импульсов ФИ-120. Эксперименты проводились при давлениях воздуха в камере от 10 до 760 Торр и длине межэлектродного промежутка в газоразрядной камере от 1,5 до 8 см с использованием различных электродных систем в газоразрядной камере. Длительность иммуль-сов напряжения, прикладываемого к высоковольтному электроду камеры, изменялась от 30 нс до 200 нс.

В результате экспериментов было обнаружено, что подобно результатам с формирователями ФИ-70 и ФИ-120П при изменении давления воздуха в газоразрядной камере наблюдается изменение структуры разряда, в то же время сами значения давлений приближаются к атмосферному. При длине межэлектродного промежутка см однородная объемная структура сохраняется до давлений порядка 400 Торр, с дальнейшим ростом давления в разряде происходит формирование отдельных диффузных каналов. При давлениях выше 600 Торр интенсивность свечения разряда падает, вплоть до прекращения формирования перемыкающих всю длину межэлектродного промежутка токопро-водящих каналов. В результате этого, горение разряда переходит в коронную

фазу, и свечение разряда наблюдается только вблизи спирального проволочного электрода.

350

<

о 300

р >х 250

3

X 200

л

Ц я 150

2

X о 100

я £ 50

О I..........

20 30 40 50 60 70 Длина МЭП, мм

0.6'

«04'

1.0.3' о

5 0.2' О

0.1' ♦

(Н--—■—■-■-■—--

20 30 40 50 60 70 Длина МЭП, мм

Рис.8. Зависимости амплитуды тока разряда и вкладываемой в разряд энергии от длины межэлектродного промежутка (МЭП) газоразрядной камеры при атмосферном давлении.

Уменьшение длины межэлектродного промежутка до 5 см позволило зажечь в газоразрядной камере диффузный разряд при атмосферном давлении. При этом в качестве электродной системы использовалась конфигурация спиральный проволочный электрод-плоскость, а напряжение на электродах составило от 120 до 140 кВ. Структура разряда оставалась неизменной при уменьшении длины межэлектродного промежутка вплоть до 2,5 см. Дальнейшее сближение электродов газоразрядной камеры приводит к контрактации разряда. Изменение длины межэлектродного промежутка камеры сопровождается изменением электрических характеристик формируемого разряда. Рис.8 иллю-

стрирует зависимости амплитуды тока разряда и максимального энерговложения в разряд от длины межэлектродного промежутка камеры.

. Для исследования пространственной структуры возбуждаемых с помощью наносекундного формирователя ФИ-120 диффузных разрядов был применен метод автографов. С этой целью на заземленный электрод наносился равномерный слой сажи, на котором под воздействием разряда образовывались отпечатки токовых каналов, перемыкающих межэлектродный промежуток. Полученные автографы токовых каналов на заземленном электроде отображают макроструктуру диффузного разряда атмосферного давления в поперечном сечении. Каналы диффузно распределены по всей площади поперечного сечения межэлектродного промежутка, их плотность составила 0,3 см"2. Исследования отпечатков отдельных каналов на слое сажи показали, что они обладают собственной микроструктурой и состоят из большого количества микроканалов, при их среднем диаметре порядка нескольких десятков микрометров (рис.9). Плотность микроканалов достигает

а б в

Рис.9. Микроструктура токовых каналов на электродах из различных материалов: а - сталь; б - латунь; в - нержавеющая сталь.

В заключении диссертации сформулированы основные результаты работы, которые сводятся к следующему.

Анализ экспериментальных исследований по возбуждению импульсно-периодических диффузных разрядов в резконеоднородных полях позволил выработать требования к параметрам импульсного электропитания. Установлено, что наиболее оптимальной в рассматриваемом случае является структура гене-

ратора на основе импульсного трансформатора, во вторичной цепи которого установлен формирователь наносекундных импульсов. Разработан экспериментальный стенд для исследования импульсно-периодических диффузных разрядов, в состав которого входят газоразрядные камеры с электродными системами, система импульсного электропитания, вакуумная система, информационно-измерительная система.

Разработана комбинированная система импульсного электропитания, включающая генератор с трансформаторной схемой формирования и источник постоянного напряжения. Моделирование работы системы выявило две фазы разряда. Эксперименты показали, что данная система питания позволяет возбуждать разряд при давлениях от ЮТорр до 200 Торр. Проанализировано влияние диэлектрического барьера на характеристики и структуру разряда. Подтверждено, что напряжение смещения позволяет увеличить энерговложение в разряд.

Разработаны и исследованы генераторы на основе наносекундных формирователей, вырабатывающие импульсы с амплитудой до 150 кВ и длительностью фронта менее 10 нс. Моделирование показало влияние корректирующей RLC-цепи на параметры импульсов, а также влияние емкости нагрузки на его фронт. Установлено увеличение длительности спада импульса за счет зарядных цепей. Показана возможность выброса амплитуды импульса вследствие резонансных явлений в разрядных цепях. Создано три формирователя наносекунд-ных импульсов, отличающихся схемотехническим построением. Разработано импульсное зарядное устройство на базе импульсного трансформатора.

Эксперименты с формирователем ФИ-70 показали устойчивое возбуждение разряда в диапазоне давлений от 10 Торр до 150 Торр. Формирователь ФИ-11011 при прочих равных условиях позволил значительно увеличить длительность импульса разряда.

Эксперименты, проведенные с формирователем ФИ-120 и электродной системой спиральный проволочный электрод - плоскость, продемонстрировали возможность возбуждения диффузного разряда при атмосферных условиях.

Исследована пространственная структура разряда, которая содержит токовые каналы, распределенные по всей площади поперечного сечения разряда. Показано, что токовый канал обладает собственной микроструктурой.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Shcolnikоv E.Ya., Garkusha O.V., Maslennikov S.P., Netchaev N.N.. Novozhilov A.E., Lai G.Y.. Stimulation of pulsed-periodical diffuse discharge to be used for medical instrumentation sterilisation. Digest of technical papers PPC-2003 14-th IEEE International Pulsed Power Conference. Dallas Texas USA. June 15-18, 2003, 1120-1123.

2. Лай Г.Ю., Масленников C.I I., Петров Д.В., Школьников Э.Я.. Эксперимен тальный комплекс для исследования импульсно-периодических диффузных разрядов. Научная сессия МИФИ-2004. Сб. научных трудов в 15т., т.8, М: МИФИ, 2004г., с.22-23.

3. Гаркуша О.В., Масленников СП., Новожилов А.Е., Школьников Э.Я., Лай Г.Ю.. Информационно-измерительная система газоразрядного стерилизатора. XV научно-техническая конференция Датчики-2003. Материалы конференции с. 196.

4. Лай Г.Ю., Масленников С.Н., Школьников Э.Я.. Трансформаторная схема питания наносекундного импульсного генератора. Научная сессия МИФИ-2003. Сб. научных трудов в 14т., т.8, М: МИФИ, 2003г., с.64-65.

5. Лай Г.Ю., Масленников СП., Школьников Э.Я.. Генератор высоковольтных наносекундных импульсов напряжения для исследования диффузных разрядов. Научная сессия МИФИ-2003. Сб. научных трудов в 14т., т.8, М: МИФИ, 2003г., с.62-63.

6. Лай Г.Ю., Масленников СП., Петров Д.В., Школьников Э.Я.. Экспериментальные исследования по возбуждению импульсно-периодических диффузных газовых разрядов. Инженерная физика №3 2004, с.20-23.

7. Лай Г.Ю., Масленников С.П., Школьников Э.Я.. Экспериментальный комплекс для исследования возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда с целью стерилизации медицинского инструментария. ПТЭ №4 2004.с.109-113.

1*25024

Подписано в Формат 60хМ, 1/16

Печ.л. ^ £ Ъфаж 1СС эю Заказ № 5/1Г Типографы МИФИ 115409, Москва, Каширское ш, 31

Введение.

1. Параметры, схемы построения импульсно-пернодчических генераторов и экспериментальный стенд для исследования диффузных разрядов

1.1. Параметры системы импульсного электропитания.

1.2. Анализ схем построения импульсно-периодических генераторов для возбуждения диффузных разрядов.

1.3. Экспериментальный стенд для исследования импульсно-периодических диффузных разрядов.

2. Комбинированная система импульсного электропитания и возбуждение на ее основе диффузных разрядов

2.1. Устройство и параметры импульсно-периодического генератора с трансформаторной схемой формирования наносекундных импульсов.

2.2. Моделирование процессов в газоразрядной камере для цепи комбинированного электропитания разряда.

2.3. Экспериментальные исследования характеристик диффузных разрядов.

3. Имиульсно-периодические генераторы на основе наносекундных формирователей

3.1. Структура и параметры импульсно-периодических генераторов с наносекундными формирователями.

3.2. Моделирование процессов в электрических цепях и газоразрядной камере.

3.3. Импульсное зарядное устройство.

3.4. Конструкция и экспериментальные параметры наносекундных формирователей.

4. Возбуждение импульсно-периодических диффузных разрядов с генераторами на основе наносекундных формирователей

4.1. Возбуждение импульсно-периодического диффузного разряда с использованием формирователя импульсов ФИ-70.

4.2. Возбуждение импульсно-периодического диффузного разряда с использованием формирователя импульсов ФИ-120П.

4.3. Возбуждение импульсно-периодического диффузного разряда с использованием формирователя импульсов ФИ-120.

4.4. Исследование пространственной структуры импульснопериодического диффузного разряда.

В научных исследованиях, новейших технологиях, практической медицине находят широкое применение устройства мощной импульсной электрофизики, что связано, в частности, с их способностью генерировать рекордные значения импульсной мощности [1-18]. Одним из таких применений является использование импульсной газоразрядной плазмы для целей стерилизации медицинского и иного инструментария, а также обеззараживания загрязненной среды.

В отличие от традиционно используемых способов стерилизации газоразрядные методы, связанные с генерацией и воздействием на загрязненные и зараженные объекты низкотемпературной плазмы, обладают рядом принципиальных преимуществ. Здесь следует отметить низкие температуры стерилизации, что дает возможность стерилизовать термочувствительные материалы. Плазма разряда содержит широкий спектр агентов стерилизации: заряженные частицы, высоковозбужденные нейтралы, активные продукты плазмохимиче-ских реакций, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, что позволяет проводить стерилизацию эффективно и за малые времена порядка нескольких минут. В отличие от стерилизующих устройств на основе ускорителей заряженных частиц [1,2,19,20] плазменные стерилизационные установки не требуют специальных помещений и специально подготовленного персонала. Их отличает экологическая безопасность и малая стоимость.

В настоящее время ведутся активные работы по исследованию возможностей использования для практических целей различных способов генерации стерилизующей газоразрядной плазмы (тлеющий разряд, корона, диэлектрический барьерный разряд, высокоскоростные плазменные струи, индукционные плазменные разряды) [21-36], среди которых можно особо выделить тлеющий разряд атмосферного давления [37-43], характеризующийся широким спектром активных агентов стерилизации. В то же время, необходимо отметить ряд существенных недостатков, которые ограничивают возможности широкого распространения подобных установок. Так, в частности, коронные и диэлектриче2 ские барьерные разряды обладают сравнительно малой эффективностью наработки агентов стерилизации, что приводит к необходимости значительного увеличения длительности процесса обработки. В установках, использующих в

9 ^ качестве активной среды тлеющие разряды пониженного давления (10" —10" Торр), требуется применение специального вакуумного оборудования, что усложняет и увеличивает стоимость стерилизационной установки, а также повышает техническую сложность применения стерилизующих устройств, в том числе и при обработке влажных материалов и инструментов.

Тлеющий разряд при атмосферном давлении газовой среды возбуждается в коротких разрядных промежутках (не более 1-2 см), что не позволяет размещать непосредственно в них реальные стерилизуемые объекты. Необходимость увеличения объема рабочих камер установок вынуждает использовать для стерилизации только долгоживущие продукты разряда, которые выносятся из межэлектродного зазора малого объема потоком транспортирующего газа. В этом случае снижается эффективность стерилизации, так как используется малая часть агентов стерилизации (главным образом продукты плазмохимических реакций).

В последние годы в МИФИ и ВНИИЭФ ведутся работы по использованию в качестве источника стерилизации низкотемпературной плазмы диффузного разряда, возбуждаемого в резконеоднородных полях при давлениях от десятков Торр и вплоть до атмосферного [44-50]. При этом, резконеоднородное распределение поля позволяет увеличить межэлектродный зазор и, следовательно, рабочий объем стерилизационных камер. Помимо этого, импульсно-периодический характер разряда (при длительности импульсов десятки наносекунд - единицы микросекунд) обеспечивает режим разряда, характеризуемый диффузным свечением и генерацией высокоэнергетичных (убегающих) электронов. Последнее обстоятельство способствует генерации мягкого рентгеновского излучения (единицы—десятки кэВ), резко повышающего эффективность стерилизации. Подобный импульсно-периодический диффузный разряд использовался для ионизации больших объемов (десятки литров) рабочей сре3 ды газовых лазеров [51-57]. Кроме этого проведены успешные эксперименты по деструкции плазмой импульсно-периодического диффузного атмосферного разряда органических загрязнителей воздуха, в том числе таких стойких как четыреххлористый углерод и бензол.

Импульсно-периодический диффузный разряд использовался для наработки озона с целью стерилизации. Недавние эксперименты по инактивации микробиологических культур (в частности E-coli и S-epidermialis) низкотемпературной плазмой импульсно-периодического диффузного разряда показали полную стерильность тест образцов после 15 минут их обработки при средней мощности разряда 0,3-3 Вт.

Вместе с тем для разработки экспериментальных образцов стерилизаторов с целью их практического применения необходимо провести широкий круг исследований в том числе по созданию систем импульсного электропитания, выбору и оптимизации электродных систем, условиям возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда, определению его структуры и характеристик.

Целью диссертации является

• Выработка параметров, создание структуры и моделирование работы им-пульсно-периодических генераторов для электропитания газоразрядных камер.

• Экспериментальное исследование работы импульсно-периодических генераторов на резистивную нагрузку.

• Исследование электродных систем газоразрядных камер, создающих рез-конеоднородное распределение электрического поля.

• Исследование возбуждения диффузного разряда при работе импульсно-периодических генераторов на газоразрядные камеры.

• Измерение и анализ характеристик импульсно-периодического диффузного разряда для различных способов его возбуждения и величин давления остаточного газа.

Научная новизна заключается в следующем

1. Впервые использована для возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда в газоразрядных камерах с расстоянием между электродами более 5 см в широком диапазоне изменения давления рабочего газа электродная система, создающая резконеоднородное распределение электрического поля: спиральный проволочный электрод-поверхность.

2. Впервые использована для возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда в газоразрядных камерах объемом до ЗОдм3 комбинированная система электропитания, состоящая из источника постоянного напряжения и импульсно-периодического генератора, которая увеличивает энерговыделение в разряде, а также улучшает равномерность распределения разряда по объему камеры.

3. Впервые получено возбуждение импульсно-периодического диффузного разряда с использованием разработанных импульсных генераторов с малой длительностью фронта импульса (менее 10 не) во всем диапазоне рассматриваемых давлений газа в газоразрядной камере — от 10 Торр и вплоть до атмосферного.

4. Впервые исследована макро- и микроструктура импульсно-периодического диффузного разряда с электродной системой спиральный проволочный электрод - плоскость.

Практическая ценность

Полученные в работе результаты позволяют создать экспериментальный образец установки, реализующей новую технологию стерилизации на основе воздействия низкотемпературной плазмой импульсно-периодического диффузионного разряда, возбуждаемого в резконеоднородных полях. На этой основе может быть разработан промышленный стерилизатор для широкого применения в медицинских учреждениях, парикмахерских салонах и т.д.

Большая востребованность подобных стерилизаторов связана с тем, что плазма импульсно-периодического атмосферного диффузного разряда, возбуждаемого в резконеоднородных полях, обладает широким спектром агентов 5 стерилизации: заряженными частицами, высоковозбужденными нейтралами, активными продуктами плазмохимических реакций, ультрафиолетовым излучением. Помимо этого, в результате реализации режима убегающих электронов генерируется рентгеновское излучение в диапазоне единицы-десятки кэВ. В результате резко повышается эффективность процесса стерилизации и становится возможным обеззараживать стойкие микробные культуры. Низкотемпературный характер плазмы разряда позволяет стерилизовать термочувствительные материалы, которые довольно широко распространены в медицинских учреждениях. На защиту выносятся

1. Результаты моделирования и экспериментального исследования семейства генераторов на основе трансформаторной схемы питания, с помощью которых получено возбуждение разряда в широком диапазоне давлений.

2. Результаты моделирования и экспериментального исследования комбинированной системы питания разряда, поднявшей уровень энерговложения в разряд и позволившей улучшить его однородность.

3. Результаты моделирования и экспериментального исследования наносе-кундных формирователей, позволивших получить возбуждение диффузного разряда при атмосферном давлении.

4. Результаты исследования структуры разряда, содержащего микро- и макроструктуру токовых каналов.

Апробация работы

Основные результаты и положение диссертации были представлены на следующих конференциях:

• 14th IEEE International Pulsed Power Conference, Dallas, Texas, USA, June 15-18, 2003.

• XV Научно-техническая конференция «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления», Судак, Украина, май 2003.

• Научная сессия МИФИ-2003, секция "Физико-технические проблемы нетрадиционной энергетики", Москва, 2003 г.

• Научная сессия МИФИ-2004, секция "Физико-технические проблемы нетрадиционной энергетики", Москва, 2004 г.

Публикации

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 7 работах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 120 источников. Общий объем работы 117 стр., из них 106 стр. основного текста, 62 рисунка, 4 таблицы.

Основные результаты диссертации сводятся к следующему:

1. Проведенный анализ газоразрядных методов стерилизации и обеззараживания, а также анализ экспериментальных исследований по возбуждению диффузных разрядов позволили выработать требования к параметрам импульсного электропитания установки. Так, например, амплитуда импульсов напряжения должна составлять величину до 150 кВ при их длительности десятки нс - 1 мкс и длительности фронта 10 - 100 нс. Энергия в импульсе должна достигать 0,1-5 Дж.

2. Анализ схем построения импульсно-периодических генераторов для возбуждения диффузных разрядов с учетом специфики технологических аспектов их применения и экспериментальных исследований установил, что наиболее оптимальной в рассматриваемом случае является структура генератора на основе импульсного трансформатора, во вторичной цепи которого установлен формирователь наносекундных импульсов с быстродействующим газовым коммутатором.

3. Создан экспериментальный стенд для исследования импульсно-периодических диффузных разрядов. В состав стенда входят газоразрядные камеры, вакуумная система, система импульсно-периодического электропитания, информационно-измерительная система. Стенд позволяет проводить исследования в широком диапазоне давлений от 10 Торр до атмосферного, при различных параметрах импульсов на нагрузке, для различных конфигураций электродных систем и рабочих объемов газоразрядных камер.

4. Разработана комбинированная система импульсного электропитания на основе импульсно-периодического генератора с трансформаторной схемой формирования и источника постоянного напряжения. Генератор позволяет получать импульсы напряжения положительной и отрицательной полярности до 50 кВ длительностью 0,15 — 0,3 мкс при длительности фронта 0,05 — 0,1 мкс и частоте повторений до 100 Гц. Источник постоянного напряжения смещения обеспечивает подачу на электроды камеры напряжения до 25 кВ.

5. На основе программы Micro-Cap проведено моделирование работы комбинированной системы электропитания и процессов в газоразрядной камере. Выявлены две последовательные токовые фазы разряда, получены зависимости энерговыделения в разряде от сопротивления нагрузки в диапазоне 10 Ом — 10 кОм. Проанализировано влияние напряжения смещения на электрические процессы в газоразрядной камере. В частности, показано, что рост напряжения смещения увеличивает ток разряда и энерговложение в разряд.

6. Экспериментальные исследования возбуждения диффузных разрядов для комбинированных систем электропитания показали, что при давлениях воздуха от 10 Торр до 200 Торр происходит формирование диффузного разряда в объеме до 30 дм3. Его пространственная структура и параметры определяются как параметрами импульсов, так и давлением газовой среды, конфигурацией электродных систем, уровнем напряжения смещения.

7. Установлено, что в случае комбинированной схемы питания структура разряда не зависит от полярности импульсов. В то же время наблюдается сильная зависимость вкладываемой в разряд энергии от давления воздуха, что объясняется изменением сопротивления разряда. Условия согласования генератора с нагрузкой соответствуют давлению 50 Торр, при этом сопротивление разряда составляет 100 Ом. Проанализировано влияние диэлектрического барьера на характеристики и структуру разряда, которая становится более однородной. Эксперименты подтвердили, что напряжение смещения позволяет значительно увеличить уровень энерговложения в разряд.

8. Для возбуждения импульсно-периодических диффузных разрядов в рабочих камерах объемом десятки дм и давлений вплоть до атмосферного разработаны генераторы на основе наносекундных импульсных формирователей. Отличительной их особенностью является возможность формирования импульсов с плоской вершиной и длительностью фронта 10 нс. На основе моделирования работы генераторов установлено влияние корректирующей RLC-цепи на параметры импульса. Корректирующая цепь позволяет формировать плоскую вершину импульса и в тоже время уменьшает его амплитуду. Одновременно требуется определенный выбор параметров разрядного контура генератора (накопитель, корректирующая цепь, нагрузка), т.к. в противном случае возникают искажения плоской вершины импульса.

9. Моделирование работы генераторов на основе наносекундных формирователей показало влияние на фронт импульса параметров нагрузки. В частности, увеличение её ёмкости с 1 пФ до 20 пФ увеличивает фронт с 10 нс до 30 - 40 нс. Показана возможность выброса напряжения на переднем фронте импульса, которая составляла до 30% от его амплитуды, что являлось следствием резонансных явлений в выходной разрядной цепи формирователя.

10. Анализ влияния зарядных цепей генераторов на основе наносекундных импульсных формирователей показал увеличение длительности спада импульса за счет дополнительной передачи энергии из первичного накопителя зарядного устройства через импульсный трансформатор. Установлено также, что увеличение задержки срабатывания выходного коммутатора в определенном диапазоне этих времен приводят к возрастанию амплитуды импульса, увеличению его мощности и энерговыделения в нагрузке.

11. Разработана конструкция импульсного зарядного устройства на базе импульсного трансформатора, который имеет стержневую структуру с незамкнутым магнитопроводом, составленным из ферритовых колец. Устройство позволяет проводить зарядку емкостного накопителя формирователей импульсов до напряжения 120 кВ при частоте срабатывания до 100Гц.

12. Созданы три формирователя наносекундных импульсов ФИ-70, ФИ-120 и ФИ-120П, при этом корректирующую RLC-цепь содержит только последний формирователь. Формирователи выполнены в виде отдельных подключаемых друг к другу конструктивных блоков, которые размещены в едином корпусе. Формирователи ФИ-70 и ФИ-120П содержат емкостные накопители в высоковольтных цепях, в то время как в формирователе ФИ-120 роль накопителя играет емкость высоковольтного кабеля. Экспериментальные данные работы генераторов на активную нагрузку хорошо соответствуют результатам моделирования.

13. Эксперименты по возбуждению разряда с помощью формирователя ФИ-70 показали, что в диапазоне давлений от 10 Торр до 150 Торр он сохраняет диффузную форму. В то же время при давлениях выше 50 Торр на фоне общего объемного свечения появляются отдельные диффузные разрядные каналы. Введение т.н. диэлектрического барьера (стеклянная пластина на заземленном электроде) отодвигает эту границу давлений до 100 Торр. Определены зависимости тока, мощности и энерговыделения в нагрузке от емкости накопителя и напряжения на электродах, а также энергетические зависимости от давления в камере. Последние имеют максимум, соответствующий режиму согласования.

14. Экспериментальные исследования показали, что наносекундный формирователь ФИ-120П позволяет при прочих равных условиях существенно увеличить длительность импульса разряда. Вместе с этим по сравнению с формирователем ФИ-70 уменьшается амплитуда тока и электрическая мощность разряда. Разряд заполняет весь объем межэлектродного промежутка и сохраняет диффузную структуру при давлениях от 10 Торр до 150 Торр. Однако диапазон давлений, при котором активный ток разряда еще заметно превосходит емкостной ток, увеличивается в 1,5 раза.

15. Эксперименты, проведенные с электродной системой спиральный проволочный электрод - плоскость с формирователем ФИ-120 показали существенное расширение диапазона давлений при возбуждении диффузного разряда. При длине межэлектродного промежутка от 3 см до 5 см и напряжении на нагрузке от 120 кВ до 140 кВ диффузный разряд возбуждается при атмосферном давлении. При этом энергия в импульсе составляет величину 0,5 Дж. Уменьшение давления позволяет возбуждать разряд при больших значениях длин межэлектродного промежутка.

16. Для исследования пространственной структуры разряда использовался метод автографов, получена макроструктура разряда, содержащая автографы токовых каналов, диффузно распределенных по всей площади поперечного сечения разряда с плотностью 0,3 см"2. Установлено упорядоченное распределение каналов, повторяющее геометрию спирального проволочного электрода. Показано, что отпечатки отдельных токовых каналов обладают собственной микроструктурой и состоят из большого количества микроканалов с диаметром, составляющим десятки микрометров и их плотностью 3*104 см"2.

Заключение

1. Абрамян Е.А.,Альтеркоп Б А.,Кулешов Г. Д. Интенсивные электронные пучки: Физика. Техника. Применение. М.: Энергоатомиздат, 1984.- 232с.

2. Абрамян Е.А. Промышленные ускорители электронов.- М.: Энергоатомиздат, 1986.- 248с.

3. Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов. — М.: Энергоатомиздат, 1965г.

4. Дашук П.Н.,Зайенц C.JL,Комельков В.С.и др Техника больших импульсных токов и магнитных полей.- М.: Атомиздат, 1970.- 472с.

5. Мощные наносекундные импульсные источники ускоренных электронов: Сб.статей/ Отв.ред.Месяц Г.А.- М.: Наука, 1974.- 167с.

6. Рухадзе А.А., Богданкевич JI.C., Росинский JI.C., Рухлин В.Г. Физика сильноточных релятивистких электронных пучков. М.: Атомиздат, 1980г.

7. Бугаев С.П., Канавец В.И., Кошелев В.И., Черепенин В.И. Релятивистские многоволновые СВЧ генераторы. Новосибирск: Наука, 1991г.

8. Быстрицкий В.М., Диденко А.Н. Мощные ионные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984г.

9. Месяц Г.А., Иванов С.А., Комяк Н.И., Пеликс Е.А. Мощные наносекундные импульсы рентгеновского излучения. М.:Энергоатомиздат, 1983г.

10. Диденко А.Н., Юшков Ю.Г. Мощные СВЧ-импульсы наносекундной длительности. М.: Энергоатомиздат, 1984г.

11. Александров А.Ф. Физика сильноточных электроразрядных источников света.- М.: Атомиздат, 1976.- 184с.

12. Кучинский Г.С., Шкуропат П.И., Шнеерсон Г.А. Генераторы больших импульсных токов. В кн.:Физика и техника мощных импульсных систем: сб.ст./Под ред. Е.П. Велихова. М: Энергоатомиздат, 1986г. с. 165-179.

13. Абильсиитов Г.А., Велихов Е.П., Голубев B.C. и др. Мощные газоразрядные СОг-лазеры и их применение в технологии,- М.: Наука, 1984.- 106с.

14. Велихов Е.П., Глухих В.А. Импульсные источники энергии для исследовательских термоядерных установок и реакторов. В кн.:Физика и техника мощных импульсных систем: сб.ст. / Под ред. Е.П. Велихова. М: Энергоатомиздат, 1986г. с.3-20.

15. Shcolnikov E.Ya., Maslennikov S. P., Netchaev N. N., Nevolin V. N., and Sukhanova L. A. Electrothermal Technology of Coating. IEEE Transactions on Magnetics, vol.39, #1, January 2003, pp.314-318.

16. Yatsui K. Progress of pulsed power commercial application in Japan. Digest of technical papers of 11th IEEE International Pulsed Power Conference (PPC-97), Baltimore, Maryland,1997, pp. 13-24.

17. Reinovsky R.E. Pulsed power experiments in hydrodynamics and material properties. Digest of technical papers. 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Monterey, California USA. June 27-30, 1999, pp.38-43.

18. Kotov Yu. and Sokovnin S. Overview of the application of nanosecond electron beams for radiochemical sterilization. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp. 133-136.

19. Laroussi М., Alexeff I. and Weng L Kang. Biological decontamination by nonthermal plasmas. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp. 184188.

20. Dubinov A.E., Lazarenko E.M. and Selemir V.D. Effect of gow discharge air plasma on grain crops seed. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp.180-183.

21. Birmingham J. and Hammerstrom. Bacterial decontamination using ambient pressure nonthermal discharges. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp. 51-55.

22. Xu Lei, Zhang Rui, Liu Peng, Ding Li-Li and Zhan Ru-Juan. Sterilization of E-coli bacterium with an atmospheric pressure surface barrier disharge. Chinese Physics Vol.13, #6, June 2004, p.917-922.

23. Rui Zhang, Ru-Juan Zhan, Xiao-Hui Wen and Lei Wang. Investigation of the characteristic of atmospheric pressure surface barrier discharges. Plasma Sourses Sci. Technol. 12 (2003) 590-596.

24. E.J.M. van Heesch, A.J.M.Pemen et. al. A fast pulsed power source applied to treatment of conducting liquids and air. IEEE Transaction on Plasma Science Vol. 28,Nol, February 2000, pp. 137-142.

25. Schoenbach K. et. al. The effect of pulsed electrical fields on biological cells. Digest of technical papers of 11th IEEE International Pulsed Power Conference (PPC-97), Baltimore, Maryland, 1997, p.73-78.

26. Bystrutskii V.M., Wood Т.К., et.al. Pulsed power for advanced waste water remediation. Digest of technical papers of 11th IEEE International Pulsed Power Conference (PPC-97), Baltimore, Maryland, 1997, p.79-84.

27. E.J.M. van Heesch, H.W.M.Smulders et.al. Pulsed corona for gas and water treatment. Digest of technical papers of 11th IEEE International Pulsed Power Conference (PPC-97), Baltimore, Maryland, 1997, p.103-108.

28. Rosocha L.A. Non-thermal plasma (NTP) applications to the environment: gaseous electronics and power conditioning. Digest of technical papers 14th IEEE International Pulsed Power Conference (PPC-2003) Dallas, Texas USA, June 2003. p.215-220.

29. Kunhardt E.E. Generation of large-volume, atmospheric-pressure, nonequilibrium plasmas. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp. 189-199.

30. Соломенко И.А., Циолко В.В. и др. Применение тлеющего разряда низкого давления для стерилизации медицинских изделий. Физика плазмы, том 26 № 9 2000г. с. 845-853.

31. Schutze A., Jeong J., Babayan S. et. al. The atmospheric-Pressure Plasma Jet: A Review and Comparison to Other Plasma Sources. IEEE Transaction on Plasma Science. Vol.26, #6, December 1998, p. 1685-1693.

32. Энциклопедия низкотемпературной плазмы/ Под ред.Фортова В.Е.- М.: Наука, Интерпериодика.-(Энциклопедическая серия) Вводный том: Кн.1-3.- 2000.

33. Laroussi М. Sterilization of contaminated matter with an atmospheric pressure plasma. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 24, No3, June 1996, pp. 1188-1191.

34. Laroussi M., Leipold F. Evaluation of the roles of reactive species, heat and UV radiation in the inactivation of bacterial cells by air plasmas at atmospheric pressure. Int. Journal of Mass Spectrometry 233 (2004) 81-86.

35. Laroussi M., Lu X., Malott C. A non equilibrium diffuse discharge in atmospheric pressure air. Plasma Sourses Sci. Technol. 12 (2003) 53-56.

36. Efremov N.M., Adamiak B.Yu. et.al. Action of a self-sustained glow discharge in atmospheric pressure air on biological objects. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp. 238-241.

37. Montie Th.C., Kelly-Wintenberg K., Roth Y.R. An Overview of research using the One Atmosphere Uniform Glow Discharge Plasma (OAUGDP) for sterilization of surfaces and materials. IEEE Transactions on Plasma Science Vol. 28,Nol, February 2000, pp. 41-50.

38. Roth J.R., Sherman D.M., Gadri R.B. et. al. A remote exposure reactor (RER) for plasma processing and sterilization by plasma active species at one atmosphere. IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 28, Nol, February 2000, pp. 56-63.

39. Kanazawa S., Kogoma M., Moruwaki T. and Okazaki S. Stable glow plasma at atmospheric pressure. J.Phys.D.: Appl. Phys. 21 (1988) 838-840.

40. Лай Г., Масленников С.П., Петров Д.В., Школьников ЭЛ. Экспериментальный комплекс для исследования импульсно-периодических диффузных разрядов. Научная сессия МИФИ-2004. Сб. научных трудов в 15т., т.8, М: МИФИ, 2004г., с.22-23.

41. Гаркуша О.В., Масленников С.П., Новожилов А.Е., Школьников ЭЛ., Лай ПО. Информационно-измерительная система газоразрядного стерилизатора. XV научно-техническая конференция Датчики-2003. Материалы конференции с. 196.

42. Лай Г.Ю., Масленников С.П., Школьников ЭЛ. Трансформаторная схема питания наносекундного импульсного генератора. Научная сессия МИФИ-2003. Сб. научных трудов в 14т., т.8, М: МИФИ, 2003г., с.64-65.

43. Лай Г.Ю., Масленников С.П., Школьников ЭЛ. Генератор высоковольтных наносекундных импульсов напряжения для исследования диффузных разрядов. Научная сессия МИФИ-2003. Сб. научных трудов в 14т., т.8, М: МИФИ, 2003г., с.62-63.

44. Лай Г.Ю, Масленников С.П., Петров Д.В., Школьников ЭЛ. Экспериментальные исследования по возбуждению импульсно-периодических диффузных газовых разрядов. Инженерная физика №3 2004 с.20-23.

45. Лай Г.Ю., Масленников С.П., Школьников ЭЛ. Экспериментальный комплекс для исследования возбуждения импульсно-периодического диффузного разряда с целью стерилизации медицинского инструментария. ПТЭ №4 2004. с. 109-113.

46. Бычков Ю.И., Королев Ю.Д., Месяц Г.А. и др. Объемные разряды, применяемые для накачки эксимерных лазеров. В кн. : Лазерные системы. Новосибирск: Наука, 1980г. с. 14-29.

47. Месяц Г.А., Осипов В.В., Тарасенко В.Ф. Импульсные газовые лазеры. М.: Наука, 1991.

48. Бычков. Ю.И., Осипов В.В., Савин В.В. Электроразрядные лазеры на двуокиси углерода. В сб.ст. Газовые лазеры. / подред.Солоухина Р.И. и Чеботарева В.П. Новосибирск: Наука, 1977.

49. Месяц Г.А., Королев Ю.Д. Объемные разряды высокого давления в газовых лазерах. -УФН, Том 148, вып.1, январь 1986г., с.101-122.

50. Павловский А.И., Босамыкин B.C., Карелин В.И., Никольский B.C. Электроразрядный ОКГ с инициированием в активном объеме. Квантовая электроника. Т.9, №3, 1976, с.601-604.

51. Павловский А.И., Босманов В.Ф., Босамыкин B.C., Карелин В.И. и др. Электроразрядный С02-лазер с объемом активной области 0,28 мЗ. Квантовая электроника. Т. 14, №2, 1987, с.428-430.

52. Басманов В.Ф., Босамыкин B.C., Горохов В.В. и др. Высокоэффективный электроразрядный С02 лазер с энергией излучения 500Дж. ЖТФ, 52, 1982, стр.128-130.

53. Буранов С.Н., Горохов В.В., Карелин В.И., Павловский А.И., Репин П.Б. Широко-апертурный источник рентгеновского излучения для предыонизации электроразрядных лазеров большого объема. Квантовая электроника, 18, №7, 1991, с.891-893.

54. Бабич Л.П., Кудрявцев Ю.Г., Петрушин О.Н. и др. Устройство для генерации озона и дезактивации дымных газов на основе электрического разряда, развивающегося в режиме убегающих электронов. ПТЭ, 2002,№1,с.125-128.

55. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Цукенман В.А. Высоковольтный наносекундный разряд в плотных газах при больших перенапряжениях, развивающийся в режиме убегания электронов. УФН .160, вып.7, июль 1990, с.49-82.

56. Буранов С.Н., Воеводин С.В. и др. Импульсно-периодический диффузный разряд в смесях воздуха с органическими загрязнителями. В сб.ст. Исследования по физике плазмы/ под ред. В.Д. Селемира, А.Е. Дубинова. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 1998 г. стр. 339-361.

57. Buranov S.N., Gorokhov V.V., Karelin V.I., et.al. Runway electrons in microchannels of• лhighvoltage glow discharge in air at atmospheric pressure. // Proceedings XX Intern. Conf. on Phenom. Ioniz. Gas. Piza, Italy. Vol.2, 1991, pp.466-467.

58. Лойко T.B. Регистрация энергичных электронов при электрических разрядах микросекундной длительности в воздухе атмосферной плотности. Ж.Т.Ф., №2, 1980, с.392-393.

59. Буранов С.Н., Горохов В.В., Карелин В.И., Репин П.Б. Исследование динамики формирования многоканальной структуры наносекундных диффузных разрядов Теплофизика высоких температур. 1991. Т. 29. Вып. 2. С. 383-385.

60. Павловский А.И., Воинов М.А., Горохов В.В. и др. Поперечная пространственная структура высоковольтных диффузных разрядов //ЖТФ. 1990. Т. 60, №1. С. 64-72.

61. Репин П.Б., Репьев А.Г. Самоорганизация канальной структуры наносекундного диффузного разряда в электродной системе проволочка-плоскость. ЖТФ, 2001, том 71, вып.5, стр.128.

62. Омаров О.А., Курбанисмаилов В.С, Ашурбеков Н.А. Самостоятельный объемный разряд в гелии атмосферного давления. Прикладная физика №4, 2003. с.20-26

63. Кремнев В.В., Месяц Г.А. Методы умножения и трансформации импульсов в сильноточной электронике. Новосибирск: Наука, 1987г.

64. Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Сов радио, 1974г.

65. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника- М.: Наука, 2004.- 704с.

66. Физика быстропротекающих процессов: В 3 т.- М.: "Мир" Т.З.- 1971.- 358с.

67. Бойко Н.И., Евдошенко JI.C. и др. Высоковольтные искровые разрядники для технологических установок. ПТЭ,2001, №2 с.79-88.

68. Ельчанинов А.С., Загулов Ф.Я., Коровин С.Д., Меяц Г.А. Исследование стабильности высоковольтного разрядника с потоком рабочего газа между электродами. — ПТЭ, 1979, №4, с.162-164.

69. Ицхоки Я.С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства. М.: Советское радио, 1972г.

70. Ицхоки Я.С. Импульсные устройства. М.: Сов. радио, 1959. - 728с.

71. Mankowski J., Kristiansen М. A review of short pulse generator technology. IEEE Transactions on plasma science, vol.28, no.l, February 2000.

72. Миллер P. Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц. М: Мир, 1984г.

73. Смит Я. Формирующие линии с жидким диэлектриком. В кн. Накопление и коммутация энергии больших плотностей. /Пер с англ. М.: "Мир". 1979, с.25-39.

74. Моругин А.А., Глебович Г.В. Наносекундная импульсная техника. М.Сов. радио, 1964.-350с.

75. Льюис И., Уэлс Ф. Миллимикросекундная импульсная техника. /Пер. с англ.М.: Изд-во инсостр.лит., 1956г.

76. Воробьев Г.А., Месяц Г.А. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов. М.: Госатомиздат, 1963.

77. Литвиненко О.Н., Сошников В.И. Расчет формирующих линий. Киев: Гостехиз-дат УССР, 1962.-150с.

78. Литвиненко О.Н., Сошников В.И. Теория неоднородных линий и их применение в радиотехнике. М.: Сов. радио, 1964. 535с.

79. Мовшевич Б.З. Применение коаксиального конденсатора в формирователе сильноточного ускорителя электронов. ЖТФ, Т.55, в.5, 1985г, стр.824-828.

80. Дункан К., Бредли Л. Импульсные системы большой мощности. М: Мир, 1981г.

81. Авилов Э.А., Юрьев А.Л. Газонаполненные металлокерамические разрядники высокого давления. ПТЭ, 2000г, №2, с.78-81.

82. Ковальчук Б.М. и др. Сильноточные наносекундные коммутаторы. Новосибирск: Наука, 1979г.

83. Ковальчук Б.М., Поталицын Ю.Ф. Коммутаторы генераторов релятивистких электронных пучков. В кн. Разработка и применение источников интенсивных и электронных пучков. Новосибирск, Наука 1976 с.6-33.

84. Бугаев С.П., Месяц Г.А. Генераторы мощных наносекундных электронных пучков. В кн. Мощные наносекундные импульсные источники ускоренных электронов. -Новосибирск: Наука, 1974г., с.5-22.

85. Ковальчук Б.М., Поталицын Ю.Ф. Быстродействующие многоэлектронные искровые разрядники. В кн. Мощные наносекундные импульсные источники ускоренных электронов. Новосибирск: Наука, 1974г., с.77-83.

86. Волков С.И., Ким А.А., Ковальчук Б.М. и др. Многоканальный замыкающий разрядник для водяных накопителей. Изв. вузо. Физика. 1999, №12. с.91-99.

87. Goerz D.A., Wilson M.J., and Speer R.D. A low-profile high-voltage compact gas switch. Digest of technical papers of 11th IEEE International Pulsed Power Conference (PPC-97), Baltimore, Maryland, 1997, p.328-333.

88. Месяц Г.А. Эктоны. Часть 3. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1993г.

89. Пеликс Е.А., Морговский Л.Я. Наносекундная импульсная рентгеновская аппаратура. в кн. Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии/ Отв.ред.Месяц Г.А.- Новосибирск: Наука, 1983,- с.115-125.

90. Ельчанинов А.С., Загулов Ф.Я., Шпак В.Г. Малогабаритные импульсные аппараты РИТА-150 и ЭЛИТА-150. в кн. Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии/ Отв.ред.Месяц Г.А.-Новосибирск: Наука, 1983.- с.125-129.

91. Бушляков А.И. и др. Мегавольтный генератор Маркса с частотой следования импульсов до 200Гц. ПТЭ, 1995г., №2, с. 107-116.

92. Икрянов И.М., Хатункин В.В. Запираемый генератор импульсного напряжения по схеме Аркадьева-Маркса. ПТЭ, 1992г., №2, с. 155-156.

93. Ельчанинов А.С., Месяц Г.А. Трансформаторные схемы питания мощных наносекундных импульсных генераторов. В кн.: Физика и техника мощных импульсных систем/ Под ред. Е.П. Велихова. М: Энергоатомиздат, 1986г., с. 179-189.

94. Ельчанинов А.С., Загулов Ф.Я. и др. Ускорители сильноточных электронных пучков с высокой частотой следования импульсов. в кн. Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии/ Отв.ред.Месяц Г.А,- Новосибирск: Наука, 1983.-с.5-21.

95. Вдовин С.С. Проектирование импульсных трансформаторов. "Энергия" Ленинградское отделение, 1971г.

96. Вдовин С.С. Проектирование импульсных трансформаторов.- Л.: Энергоатомиздат, 1991.-207с.

97. Китаев В.В. и др. Расчет источников электропитания устройств связи. :М. Радио и связь. 1993 г. С.232.

98. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания; Справочник. -М.: Радио и Связь, 1992. 224 с.

99. Источники электропитания на полупроводниковых приборах.Проектирование и расчет/ Под ред. Додика С.Д.,Гальперина Е.И.- М.: Сов.радио, 1969.- 448с.

100. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.- М.: Радио и связь, 1981.- 224с.

101. Интегральные микросхемы: Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Издание 2-е. М.: ДО ДЕКА, 2000 - 608с.

102. Северне Р. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания/ Пер.с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1988.- 293с.

103. Насибов А.С. Импульсный трансформатор с обмотками из коаксиального кабеля. Электричество. 1965. №2.

104. Дейчули П.П., Федоров В.М. Измерение больших импульсных напряжений и токов наносекундной длительности. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез, научно-технический сборник, вып. 3(16), Москва, ЦНИИАтомин-форм- 1984.

105. Шваб А. Измерения на высоком напряжении: Измерительные приборы и способы измерения. 2-е изд., перераб. и доп. Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат, 1983, 264 е., ил.

106. Ашнер A.M. Получение и измерение импульсных высоких напряжений: пер. снем. -М.: Энергия, 1979 -120с.

107. Азаркевич Е.И., Котов Ю.А. Шунт из композиционных резисторов: ПТЭ, №6, 1976г.

108. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М: Наука, 1987г.

109. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н., Яценко Н.А. Высокочастотный емкостный разряд. М.:МФТИ; Наука-Физматлит, 1995г.

110. Ретер Г. Электронные лавины и пробой в газах. Пер. с англ. под ред. В.С.Комельков. М:«Мир», 1968г.

111. Энгель А. Ионизованные газы. Пер. с англ. под ред. М.С.Иоффе. М.: Физматгиз, 1959, 332с.

112. Мик Д., Крэгс Д. Электрический пробой в газах./ Пер. с англ. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960, 605с.

113. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов М.: Наука, 1991.-222с.

114. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования. MICRO-CAP V. -М:«СОЛОН», 1997г.