基于响应曲面中心组合设计的介质阻挡负载特征参数分析与优化.pdf

第25卷第1期电气技术Vol.25No.1

2024年1月ElectricalEngineeringJan.2024

基于响应曲面中心组合设计的

介质阻挡负载特征参数分析与优化

陈勇权唐雄民李仲涛

（广东工业大学自动化学院，广州510006）

摘要为了充分发挥介质阻挡放电（DBD）负载的性能，以高频脉冲激励作为介质阻挡负载

的激励波形，以第一次放电时的负载电流幅值作为优化目标。基于响应曲面法中心组合设计建立

数学模型，分析介质阻挡层厚度、脉冲电压幅值、脉冲升降沿时间和相对介电常数4个因素对高

频脉冲激励下DBD负载第一次放电时负载电流幅值的影响，优化介质阻挡负载特征参数。结果表

明，对DBD负载电流的影响强度从大到小依次为介质阻挡层厚度、脉冲电压幅值、脉冲升降沿时

间、相对介电常数。在本文设定条件下，负载电流幅值的最大值8.692A在脉冲升降沿时间为200ns、

脉冲电压幅值为4kV、介质阻挡层厚度为1mm、相对介电常数为8时获得。

关键词：介质阻挡放电（DBD）；响应曲面法；负载电流幅值；有限元方法；优化

Analysisandoptimizationofdielectricbarrierloadcharacteristicparameters

basedonresponsesurfacecentercombinationdesign

CHENYongquanTANGXiongminLIZhongtao

(SchoolofAutomation,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006)

AbstractTotakeadvantageofthepotentialofdielectricbarrierdischarge(DBD)load,a

high-frequencypulseexcitationisselectedastheexcitationwaveformsandtheloadcurrentamplitudeof

thefirstdischargeastheoptimizationobjective.Basedonthemethodofresponsesurfacecenter

combinationdesign,amathematicalmodelisbuilttoanalyzetheeffectsofdielectricbarrierlayer

thickness,appliedvoltageamplitude,appliedvoltagerisingandfallingtimeandtherelativepermittivity

ontheloadcurrentamplitudeofthefirstdischarge,optimizingthecharacteristicparametersofdielectric

barrierdischargeload.TheresultsshowthattheinfluenceontheDBDloadcurrentisindescending

orderofdielectricbarrierlayer,appliedvoltageamplitude,appliedvoltager