1引言
目前流行的電力穩(wěn)壓器大多采用伺服電機(jī)帶動(dòng)炭刷" title="炭刷">炭刷移動(dòng)調(diào)整電壓,。它具有整機(jī)效率高、輸出波形好、電路簡單等優(yōu)點(diǎn)，但由于有炭刷和機(jī)械傳動(dòng)造成其工作壽命短,、響應(yīng)速度慢待等問題。用“無觸點(diǎn)”取代“炭刷”是目前大功率電力穩(wěn)壓器的發(fā)展方向,。所說的“無觸點(diǎn)”是指主電路中的交流開關(guān)采用如晶閘管之類的器件,，利用微電腦邏輯控制進(jìn)行調(diào)壓。用無觸點(diǎn)控制取代伺服電機(jī)及炭刷進(jìn)行調(diào)壓,，從而延長使用壽命,、加快響應(yīng)速度、提高可靠性,。
2系統(tǒng)基本原理
穩(wěn)壓器由主電路、8031單片機(jī),、檢測(cè)電路,、控制電路、驅(qū)動(dòng)及報(bào)警接口電路等單元構(gòu)成,。如圖1所示,。
圖中各電壓相量有如下關(guān)系：
i=△＋o
由圖1可見，通過電腦控制的電壓采樣電路檢測(cè)出需要補(bǔ)償?shù)碾妷骸鱑,，由控制系統(tǒng)改變雙向晶閘管S1～S6的導(dǎo)通" title="導(dǎo)通">導(dǎo)通組合來補(bǔ)償輸入電壓（Ui）或者負(fù)載變化,，使穩(wěn)壓器的輸出電壓（Uo）保持穩(wěn)定，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的,。為使操作,、維護(hù)簡單易行，充分利用微電腦功能強(qiáng)大的特點(diǎn),，設(shè)置了完善的自檢功能,。
3晶閘管應(yīng)用中幾點(diǎn)值得注意的問題
3.1觸發(fā)驅(qū)動(dòng)問題
晶閘管作為開關(guān)器件，當(dāng)觸發(fā)脈沖的持續(xù)時(shí)間較短時(shí),，脈沖幅度必須相應(yīng)增加,，同時(shí)脈沖寬度也取決于陽極電流達(dá)到擎住電流的時(shí)間,。在本系統(tǒng)中，由于感性負(fù)載的存在,，陽極電流上升率低,，若不施加寬脈沖觸發(fā)，則晶閘管往往不能維持導(dǎo)通狀態(tài),?？紤]負(fù)載是強(qiáng)感性的情況，本系統(tǒng)采用高電平" title="高電平">高電平觸發(fā),，其缺點(diǎn)是晶閘管損耗過大,。
3.2晶閘管阻斷問題
晶閘管是一種開關(guān)器件，應(yīng)用過程中,，影響關(guān)斷" title="關(guān)斷">關(guān)斷時(shí)間的因素有結(jié)溫,、通態(tài)電流及其下降率、反向恢復(fù)電流下降率,、反向電壓及正向dv/dt值等,。其中以結(jié)溫及反向電壓影響最大，結(jié)溫愈高,，關(guān)斷時(shí)間愈長,；反壓越高，關(guān)斷時(shí)間愈短,。
在系統(tǒng)中,，由于感性負(fù)載的存在，在換流時(shí),，電感兩端會(huì)產(chǎn)生很大的反電勢(shì),。這個(gè)異常電壓加在晶閘管兩端，容易引起晶閘管損壞,。為了防止這種情況,，通常采用浪涌電壓" title="浪涌電壓">浪涌電壓吸收電路。
3.3dv/dtdi/dt效應(yīng)問題
晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率dv/dt較大的時(shí)候,，有可能在比它的正向轉(zhuǎn)折電壓低得很多的電壓下導(dǎo)通,。如果電路上的dv/dt超過器件允許的dv/dt值時(shí)，晶閘管就會(huì)誤導(dǎo)通而失去阻斷能力,。在應(yīng)用電路中,，將晶閘管的門極通過電阻與陰極相連，從外部將位移電流旁路掉,，以防止dv/dt引起的誤導(dǎo)通,。
di/dt過大容易造成晶閘管擊穿，在電路中采用前沿陡的高電平觸發(fā)以增大初始導(dǎo)通面積,，從而改善di/dt容量,。
由于dv/dt過大引起的誤導(dǎo)通和di/dt過大引起的晶閘管擊穿現(xiàn)象,，其后果是十分嚴(yán)重的。通過原理電路可以看出,，這種情況的出現(xiàn)會(huì)使變壓器短路而產(chǎn)生“環(huán)流”,，造成晶閘管甚至變壓器的損壞。在電路設(shè)計(jì)中,，采用可靠的晶閘管通斷檢測(cè)措施,，避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。
3.4過電壓,、過電流保護(hù)措施
過電壓的產(chǎn)生,，主要有以下原因：
（1）變壓器投入時(shí)的浪涌電壓；
（2）變壓器抽頭轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓,；
（3）雷擊侵入時(shí)的浪涌電壓,；
（4）直流回路斷開時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓。
在電路中,，加入浪涌吸收器可以吸收變壓器一次系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)移而侵入的浪涌電壓,，同時(shí)還能吸收變壓器通斷時(shí)產(chǎn)生的磁能。為避免雷擊侵入產(chǎn)生的浪涌電壓,，可采用半導(dǎo)體避雷器,。
消除環(huán)流是該穩(wěn)壓器的一大關(guān)鍵問題，為了解決這一難題,，我們采取了如下技術(shù)措施：
?。?）確保晶閘管的觸發(fā)信號(hào)可靠。利用軟件濾波程序使輸出觸發(fā)控制信號(hào)每組只有一個(gè)有效,，其次利用74LS273和研制的防環(huán)流邏輯電路（PAL16V8）,，以確保即使單片機(jī)失控的情況下也不會(huì)出現(xiàn)誤觸發(fā)。另外,，觸發(fā)信號(hào)引線采用屏蔽線等措施，防止干擾,。
?。?）確保轉(zhuǎn)換可靠。在正常工作時(shí),，經(jīng)常要改變補(bǔ)償電壓的大小,，即要調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通組合，如：使S1導(dǎo)通換為S2導(dǎo)通,，則必須在關(guān)斷S1的同時(shí)給S2觸發(fā)控制信號(hào),，實(shí)現(xiàn)晶閘管的轉(zhuǎn)換。如果轉(zhuǎn)換的時(shí)機(jī)或者組合不當(dāng)就會(huì)形成環(huán)流,，損壞晶閘管,。在設(shè)計(jì)中采用了零點(diǎn)切換技術(shù),，即在電流過零時(shí)讓S1自然關(guān)斷，同時(shí)觸發(fā)S2使其導(dǎo)通,。由此可見,，在轉(zhuǎn)換過程中最關(guān)鍵的是準(zhǔn)確檢測(cè)電流過零信號(hào)。為此,，采取軟,、硬件結(jié)合及互鎖技術(shù)，確保過零信號(hào)的準(zhǔn)確無誤,。實(shí)際運(yùn)行表明：上述技術(shù)成功地解決了環(huán)流問題,。
3.5感性負(fù)載的影響
由于感性負(fù)載的存在，應(yīng)考慮加大觸發(fā)脈沖寬度,，否則晶閘管在陽極電流達(dá)到擎住電流之前,，觸發(fā)信號(hào)減弱，可能會(huì)造成晶閘管不能正常導(dǎo)通,。在關(guān)斷時(shí),，感性負(fù)載也會(huì)給晶閘管造成一些問題。
在實(shí)際系統(tǒng)中,，采用高電平觸發(fā),，以確保晶閘管可靠導(dǎo)通。為保證晶閘管轉(zhuǎn)換過程中不產(chǎn)生關(guān)斷失敗現(xiàn)象,，采用可靠的互鎖技術(shù),，以確保晶閘管不損壞。
3.6過零開關(guān)技術(shù)
在調(diào)壓過程中,，通過過零檢測(cè)技術(shù)來控制晶閘管門極觸發(fā)信號(hào),，保證其過零時(shí)通斷，避免調(diào)壓過程中由于晶閘管開關(guān)對(duì)電網(wǎng)造成的污染,。
4結(jié)語
由于采取一系列技術(shù)措施解決了晶閘管應(yīng)用過程中存在的問題,，使這種電源在技術(shù)上十分成熟。我們研制的這種電源已于