前面的空气等离子体射流采用的是脉冲直流电源，但脉冲直流电源相对昂贵，而且更高电压的脉冲直流电源生产难度更大。空气的击穿场强约30kV/cm，为了产生更长的空气等离子体射流，就必须用更高的电压。而直流高压电源获得更高电压相对容易。这里介绍一种采用直流高压电源产生的空气等离子体射流。该射流由一个20kV的直流高压电源与一个120 MΩ的电阻相连。电阻的另一端连接一个直径为50μm的不锈钢针作为高压电极。当手指与针靠近时，一个长达2cm的空气等离子体即产生在手指和针电极之间。图1.6.14（a）和（b）给出了实验装置示意图及该装置的照片[119]。
当打开电源即可产生空气等离子体。该空气等离子体与流注放电类似。但它可以与人体任意接触，手指不仅可以与等离子体接触，且可以一直靠近针电极，即使手指与针电极接触，也无任何热感或电击感。这是传统的装置所不具备的。图1.6.15给出了该等离子体与手指接触的照片。
图1.6.16给出了针与手指距离为5mm时的放电电流、电压波形。从图1.6.16可以看出，放电事实上呈现为脉冲的形式，频率约为25kHz，这与熟知的电晕放电类似[38]。但是在该文献中提到，当放电间隙减到足够小时，放电总是会转化为电弧放电，因此不适合于生物医学方面的应用。此外，本装置用的限流电阻远大于Staack等人所采用的，在他们的实验中，放电电流为直流而不是脉冲的。当放电电流为1.4mA时，其用氦气作为工作气体时气体温度为370K，用空气作为工作气体时气体温度为1000K[45]。
图1.6.14 直流高压电源驱动的空气等离子体装置
（a）实验装置示意图；（b）等离子体射流装置照片[119]
图1.6.15 空气等离子体与手指接触的照片[119]
图1.6.16（b）给出了单次放电的电流、电压波形。从图1.6.16（b）可以看出放电电流持续时间约100ns。研究发现，放电频率与放电间隙紧密相关。当放电电压为18kV，间隙为3mm时的放电频率为35kHz；当间隙增加到17mm时，放电频率为10kHz。有趣的是，当间隙变化时，峰值电流基本保持不变。图1.6.17给出了间隙分别为3mm、5mm、7mm时的电流波形。从图1.6.17可以看出，峰值电流基本保持不变，但间隙越小，频率越高。图1.6.18给出了放电频率和峰值电流随放电间隙的变化情况。
图1.6.16 针与手指距离为5mm时的放电电流、电压波形
（a）典型放电电流、电压波形；（b）放大的单次放电电流、电压波形[119]
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图1.6.17 放电间隙分别为3mm、5mm和7mm时的电流波形，电源电压均为18.5kV[120]
此外电源电压也对放电频率有很大影响。图1.6.19给出了放电间隙固定为4mm时放电频率及峰值电流随电源电压的变化情况。
图1.6.18 （a）电流脉冲频率和（b）峰值电流随放电间隙的变化情况，电源电压保持为18.5kV[120]
图1.6.19 （a）放电频率和（b）峰值电流随电源电压的变化情况，间隙固定为4mm[119]
图1.6.20 电回路模型[120]
R=130 MΩ是串联的电阻，C=3.2pF和L=1nH分别为杂散电容和电感，Rg=100 MΩ是针与地之间的有效电阻，等离子体部分等效于Rpg=3.8 MΩ与Cp=1.1pF和Rp=85kΩ的并联
该装置的电特性可以通过图1.6.20所示的简单电路模型来表示。图1.6.20中，R（130 MΩ）是串联的电阻，C（3.2pF）和L（1nH）是杂散电容和电感，Rg（100 MΩ）是针与地之间的有效电阻，等离子体部分等效于Rpg（3.8 MΩ）与Cp（1.1pF）和Rp（85kΩ）的并联，这些组件的值是通过实验拟合获得的；电源电压为18.5kV。图1.6.21给出了模拟所得结果。从图1.6.21可以看出它与实验结果基本吻合。但是模拟所得的电流的脉宽比实验值大，这是由于模拟时假定Rpg是不变的，而真实情况是Rpg应该逐渐增大。
图1.6.21 模拟和实验所得的电流、电压波形[120]
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