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空气中介质阻挡放电产生的非平衡等离子体也称为低温等离子体，具有较高的电子温度和较低的重粒子温度，且包含大量的活性粒子，易于和材料发生各种化学或物理反应。低温等离子体处理技术不仅可以改变材料表面的粗糙度，而且可以引入羟基，氨基等亲水基团，因此在工业上广泛地应用于材料表面处理，以满足不同特性的需求。而在当今节能和环保形势日益严峻的情况下，等离子体处理作为一种清洁高效的处理技术，在纺织，生物医药，制造等行业已经吸引了越来越多的关注，具有广阔的应用前景。 利用谐振电路和高压变压器产生的交流高压是工业界最常见的空气中介质阻挡放电激励方式之一，具有易于实现，高可靠性，低成本等优点。介质阻挡放电负载上的电压、频率、功率等电气参数会影响放电形式或放电稳定性，从而影响材料表面处理效果，因此为了得到稳定高效的处理效果，针对特定电气参数的交流电源设计是必需的。然而目前介质阻挡放电电源设计过程及控制方式有如下问题:(1)工业上电源参数主要通过“试凑法”得到，缺少详细准确的设计过程，增加了设备制造的时间和成本;(2)没有考虑介质阻挡放电负载等效参数在不同电极电压和功率下的非线性变化，使得调功过程中功率和电极电压难以准确计算;(3)电极电压、频率和功率这三个电气参数是相互耦合的，这给研究这三个参数分别对放电特性或材料处理效果的影响以达到最佳处理效果或最低损耗功率带来了困难。尽管可以用移相定频调制、脉冲密度调制等方式实现解耦，但这又带来了控制方式复杂或电极电压过冲等问题。 本文从介质阻挡放电负载的特殊性和实际工程应用出发，在谐振参数设计、负载等效参数预测及电气参数之间的解耦等方面开展了一些研究。 首先，给出了高压变压器一体化设计方法，将变压器寄生参数作为谐振元件并进行准确计算。论文第2章中采用整流补偿基波近似法将非线性的等效负载进行线性化，从而给出了一种新的RC串联负载等效电路的计算方法，并以此为基础，探讨了变压器寄生电容对负载峰值电压，谐振频率等参数的影响。以用于瓶盖表面处理的26W平板介质阻挡放电负载为例，给出了变压器变比，漏感和寄生电容的参数设计过程，并讨论了漏感和寄生电容与设计值有较大误差时对电路的影响。 其次，建立了介质阻挡放电电气参数和负载等效参数之间的神经网络模型，用于预测不同电极电压峰值和功率下的负载等效参数值，从而提高了针对不同应用场合的电源设计的便利性。论文第3章采用BP（误差反向传播，Back-Propagation）神经网络对介质阻挡放电电气参数（电极电压峰值和功率）和负载等效参数之间的关系建立了模型，并用测试数据证明了所建的神经网络模型具有较高的精度。同时采用平均影响值(Mean ImpactValue，MIV)评估了各输入参数分别对负载等效参数的影响程度及趋势，以便后续对电气参数与放电特性关系的研究。 再次，提出了串入可调电感的定频调功介质阻挡放电电源，实现了功率和频率的解耦。该拓扑控制方式非常简单，且可以在恒定的工作频率下通过改变谐振网络的串联电感值实现功率的调节，从而减小了EMI滤波器和高压变压器的设计难度。根据第2章提出的电源参数计算方法和第3章的神经网络模型对变压器和可调电感值进行设计并制造了适用于200mm宽度薄膜表面处理的样机，并用实验结果证明了该控制方式的可行性及电源参数设计和神经网络预测负载等效参数的准确性。 最后，论文第5章提出了工作于断续电流模式的恒压调频调功大气压介质阻挡放电电源，实现了功率和电压的解耦。该电源控制方式简单，可以在调功过程中维持负载峰值电压的恒定，而且输出功率随频率线性变化，使得功率的闭环设计非常简单，此外，还实现了开关管的零电流开通和零电流零电压关断。论文第5章在时域中详细分析了断续电流模式下的两种工作模式，给出了详细的推导公式，并讨论了断续电流模式在介质阻挡放电中的适用性。然后以适用于400mm宽度薄膜表面处理的1kW/100kHz样机为例，给出了变压器变比和漏感的参数设计过程，结合Ansoft Maxwell仿真软件，确定了变压器的绕制方法，并搭建了实验样机进行实验验证。 本文研究了介质阻挡放电的输入电气参数和负载等效参数之间的关系，并提出了功率和频率、功率和电压的解耦控制方式及电源参数设计方法，为以后研究输入电气参数对放电特性和材料处理效果的影响提供了基础。