三種無觸點穩壓器的優缺點及“潘登”無觸點穩壓器的可靠性

產品的可靠性指標是其質量屬性中極為重要的部分。產品的可靠性越高，所需維修保養的費用就越低，從而可盡量減少用戶的開支，并保證用戶設備的正常運行。同時，只有具有高可靠性的產品，才能在市場上具有真正的競爭力。

一、無觸點穩壓器產品可靠性的現狀

在現代電源領域，要保證電源裝置能做到精密地控制和可靠地運行，必須采用電力電子技術，在裝置中使用電力半導體器件（可控硅）。電力半導體器件具有效率高、控制性能好、體積小、重量輕、使用可靠等許多優點。因此，采用電力電子技術對電力穩壓器進行升級換代，已是大功率電力穩壓器的主要發展方向。

經中科院技術文獻情報中心確認，“潘登”無觸點穩壓器多項技術屬國內外首創，其整體技術達到了國際同類產品的先進水平。該產品整機無機械操作、無碳刷接觸、無噪聲調壓、無瞬間斷電、三相全部分調，響應速度極快，帶雷電浪涌防護及具備所有的保護功能，工作穩定可靠，使穩壓器實現了長期免維護。容量已做到2000KVA，補償范圍可達±50%，且效率高、運行可靠，系新一代綠色環保節能產品，經信息產業部產品質量監督檢驗中心對該產品進行檢驗，認定是目前國內最先進、容量最大的無觸點穩壓器。

隨著無觸點穩壓器逐步被市場和用戶認可，眾多穩壓器廠家隨后也陸續推出結構各不相同的無觸點穩壓器。由于主電路結構的不同，它們的性能差異往往比較大；加之某些廠家在技術上投入不夠，研究不深；對無觸點穩壓器的關鍵器件——可控硅模塊的性能、應用也缺乏足夠的試驗和了解；甚至極個別廠家還存在偷工減料，在元器件的選擇上以舊充新，以次充好的行為。凡此種種原因，最后集中反映在產品的可靠性上，造成很多廠家的無觸點穩壓器性能極不穩定，使用可靠性很差，時間一長，致使許多用戶形成一種誤解，認為目前市場上的無觸點穩壓器都不可靠，都不能用，最后都不敢買。

二、“潘登”無觸點穩壓器與其它無觸點穩壓器的比較

為澄清廣大用戶的一些誤解，我們將市場上的無觸點穩壓器給大家作一些分析。

不同主電路結構的無觸點穩壓器，主要區別在于補償電壓的調節方式上，它直接關系到穩壓器的工作可靠性、動態響應、穩壓精度、穩壓范圍、最大容量、波形失真等性能指標。

目前市場上的無觸點穩壓器的主電路大致可分為以下三種類型：

1、自耦調壓補償式（上海潘登新電源公司專利技術）

此種結構通過控制雙向可控硅的通斷，來切換自耦變壓器的抽頭，從而改變補償變壓器補償電壓的大小和極性，達到穩定輸出電壓的目的。

主要優點

（1）、由于采用自耦變壓器抽頭分級調壓，既降低了雙向可控硅的通斷電壓（由220V降至200V以下），又能抑制換檔時產生的浪涌電流（自耦變壓器自身就是一個大功率的電抗器），因而大大地提高了雙向可控硅的工作可靠性。

（2）、由于控制電路中采用了“互鎖隔離”技術（上海潘登新電源公司專利技術），徹底解決了外界干擾造成雙向可控硅誤動作而產生的環流問題，有效的避免了可控硅器件的損壞。

（3）、由于控制部分主要采用模擬集成電路，因而對惡劣電網環境的適應能力很強。

2、自耦式

此種結構的無觸點穩壓器，是通過控制雙向可控硅的通斷，來直接改變自耦變壓器的變比，從而達到穩定輸出電壓的目的。

主要缺點

由于可控硅直接串接在主電路中，負載電流全部從可控硅中流過，負載電流中的瞬變、波動極易損壞可控硅；而長期通過大電流產生很大熱量，也使可控硅工作在惡劣的工況下，性能劣化，可靠性變差。

另外，采用這種結構來做大容量的穩壓器，可控硅容量也需選得很大，這給可控硅余量系數的確定、可控硅散熱設計均造成很大的困難，極易引起可靠性變差。

相對于自耦式，“潘登”無觸點穩壓器的優點為：

由于“潘登”無觸點穩壓器的可控硅不在負載電流的主通路，只是接在調壓回路中，通過的電流不大，只有負載電流的幾分之一，甚至十幾分之一，二十幾分之一，所以器件的余量系數可從容選擇，工作時發熱也不厲害，可控硅能長期可靠工作；同時穩壓器的容量也可以做得很大（目前已能生產的最大容量為2000KVA）。

3、純補償式

此種結構是通過雙向可控硅的通斷， 控制補償變壓器組合的投入、退出或改變極性，從而達到穩定輸出電壓的目的。

主要缺點

可控硅通過橋臂形式，直接接在相線與零線之間（220V），因而工作電壓高，換檔時產生的浪涌電流大，極易損壞可控硅；同時，這種電路在可控硅誤導通時，很容易造成相線與零線之間短路，瞬間就會燒毀可控硅，故其可靠性很差。

相對于純補償式，“潘登”無觸點穩壓器的優點為：

由于“潘登”無觸點穩壓器的可控硅網絡位于補償變壓器的輸出側，且又經過自耦變壓器的降壓，則既降低了可控硅的通斷電壓（由220V降至200V或更低），又能抑制換檔時產生的浪涌電流（自耦變壓器自身就是一個大功率的電抗器），因而大大地提高了可控硅的工作可靠性和抗干擾能力。

三、“潘登”無觸點穩壓器在增強可靠性方面采取的措施

為保證產品具有高可靠性，上海潘登新電源公司采用了一整套科學的方法，下面僅就我們在“可靠性設計”、“可靠性增長”、“可靠性管理”等幾個主要方面采取的措施進行介紹。

1、 可靠性設計措施

（1）、降額設計

為降低失效率，提高產品可靠性，我們在主要元器件參數的選擇方面，有針對性的適當采用了“降額設計”的方法。如，對可控硅模塊容量，我們已按3～5倍通態平均電流ITAV來選擇，這相當于在通常使用的設計余量系數的基礎上，又增加了一倍。從而使影響無觸點穩壓器可靠性的關鍵環節得到加強，大大提高了產品的可靠性。

（2）、電磁兼容設計

為防止因穩壓器工作現場電磁環境影響而引起的錯誤或失效，我們采取了不少消除和減少干擾的措施。如，我們采用目前世界上最先進的美國JOSLYN公司的MOV矩陣技術，有效地抑制了可控硅工作期間產生的浪涌尖峰（我公司是美國JOSLYN公司浪涌防護產品在中國的總代理）。另外，我們還加強了電源濾波設計，提高了系統的抗干擾能力。

（3）、散熱設計

在散熱設計方面，我們經過數年的摸索改進，設計出一套合理的散熱措施和適用的散熱數據，有效的降低了可控硅器件及機箱內的溫升，大大減少了因過熱引起的可控硅器件性能劣化和失效。

2、 可靠性增長措施

對于無觸點穩壓器，我們十分重視不斷改正產品設計和制造中的缺陷，不斷提高產品可靠性。從1999年第一臺產品出廠至今，我們不斷跟蹤用戶的使用情況，結合售后服務的反饋信息，不斷分析研究故障來源以及潛在的故障隱患，及時加以改進，并確保在修正設計時不會引進新的故障源。

在產品設計和修正設計階段，我們做過大量的試驗，并一直堅持采用試驗的方法來檢查故障源，爭取在產品設計階段就將故障隱患予以解決。

3、 可靠性管理措施

上海潘登新電源公司嚴格按照ISO9000國際質量認證體系進行產品質量管理，對產品生產過程、使用過程中發生的故障和缺陷，建立了一整套完整的采集、整理、反饋、分析、處理系統，從制度上對提高產品的可靠性提供了十分有力的保障。

此外，我們在可控硅、變壓器等主要器件、部件的選用上，也都進行了嚴格的質量控制。如，對可控硅模塊，我們加強了對通態峰值電壓VTM的篩選，盡量將器件溫升控制在較低的范圍內；對可控硅門極工藝也提出了更高的要求。對主、副變壓器，我們也采用了損耗小、溫升低、效率高的環形變壓器結構。

通過幾年的努力，“潘登”無觸點穩壓器的可靠性不斷得到提高，至今，產品的平均無故障運行時間已可達10萬小時。

四、關于單片機控制的無觸點穩壓器

目前市場上的無觸點穩壓器，很多都采用單片機來構建控制系統。單片機技術固然優點不少，相對比較先進，但它也有弱點，即抗干擾處理比較復雜、困難。而對于大功率電力穩壓器，其工作環境尤其是電磁環境往往比較惡劣，所以電路結構和控制系統，應力求簡潔可靠，尤其抗干擾能力要強，才能保證一個較高的工作可靠性。如果為追求時尚，不分場合的盲目應用單片機技術，將是得不償失的。

因此，我們認為，如果對穩壓器的主要性能指標沒有多大的改進，還是要慎重對待單片機技術在無觸點穩壓器中的應用。

五、綜述

過去市場上的電力穩壓器大多是機械碳刷型的，而使用碳刷和機械傳動，必定會產生工作壽命短、響應速度慢、碳刷接觸面小而影響輸出電流、碳刷磨損快需要經常維護、更換等許多缺點和問題，因此，無觸點穩壓器，已是大多數用戶的必然選擇。隨著生產廠家技術、工藝水平的不斷改進，無觸點穩壓器的工作可靠性不斷提高，同時也隨著用戶對該產品認識的不斷深入，無觸點穩壓器一定會有一個更好的市場前景。