中心議題：

• 晶閘管在電力穩壓器中的應用

解決方案：

• 利用微電腦邏輯控製進行調壓
• 過零開關技術

目前流行的電力穩壓器大多采用伺服電機帶動炭刷移動調整電壓。它具有整機效率高
、輸出波形好、電路簡單等優點，但由於有炭刷和機械傳動造成其工作壽命短、響應速度慢待等問題。用“無觸點”取代“炭刷”是目前大功率電力穩壓器的發展方向。所說的“無觸點”是(shi)指(zhi)主(zhu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)交(jiao)流(liu)開(kai)關(guan)采(cai)用(yong)如(ru)晶(jing)閘(zha)管(guan)之(zhi)類(lei)的(de)器(qi)件(jian)，利(li)用(yong)微(wei)電(dian)腦(nao)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)進(jin)行(xing)調(tiao)壓(ya)。用(yong)無(wu)觸(chu)點(dian)控(kong)製(zhi)取(qu)代(dai)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)及(ji)炭(tan)刷(shua)進(jin)行(xing)調(tiao)壓(ya)，從(cong)而(er)延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)、加快響應速度
、提高可靠性。

係統基本原理

穩壓器由主電路
、8031單片機、檢測電路、控製電路、驅動及報警接口電路等單元構成。如圖1所示。

圖中各電壓相量有如下關係：

i=△＋o

由圖1可見
，通過電腦控製的電壓采樣電路檢測出需要補償的電壓△U
，由控製係統改變雙向晶閘管S1～S6的導通組合來補償輸入電壓（Ui）或者負載變化
，使穩壓器的輸出電壓（Uo）保持穩定
，從而達到穩壓的目的。為使操作、維護簡單易行
，充分利用微電腦功能強大的特點，設置了完善的自檢功能。

晶閘管應用中幾點值得注意的問題

觸發驅動問題

jingzhaguanzuoweikaiguanqijian，dangchufamaichongdechixushijianjiaoduanshi
，maichongfudubixuxiangyingzengjia，tongshimaichongkuanduyequjueyuyangjidianliudadaoqingzhudianliudeshijian。zaibenxitongzhong，youyuganxingfuzaidecunzai，yangjidianliushangshenglvdi，ruobushijiakuanmaichongchufa，zejingzhaguanwangwangbunengweichidaotongzhuangtai。kaolvfuzaishiqiangganxingdeqingkuang，benxitongcaiyonggaodianpingchufa

，qiquedianshijingzhaguansunhaoguoda。

晶閘管阻斷問題

晶閘管是一種開關器件
，應用過程中，影響關斷時間的因素有結溫、通態電流及其下降率
、反向恢複電流下降率、反向電壓及正向dv/dt值等。其中以結溫及反向電壓影響最大

，結溫愈高，關斷時間愈長；反壓越高

，關斷時間愈短。

在zai係xi統tong中zhong，由you於yu感gan性xing負fu載zai的de存cun在zai，在zai換huan流liu時shi
，電dian感gan兩liang端duan會hui產chan生sheng很hen大da的de反fan電dian勢shi。這zhe個ge異yi常chang電dian壓ya加jia在zai晶jing閘zha管guan兩liang端duan，容rong易yi引yin起qi晶jing閘zha管guan損sun壞huai。為wei了le防fang止zhi這zhe種zhong情qing況kuang，通tong常chang采cai用yong浪lang湧yong電dian壓ya吸xi收shou電dian路lu。

dv/dtdi/dt效應問題

晶閘管的斷態電壓臨界上升率dv/dt較大的時候，有可能在比它的正向轉折電壓低得很多的電壓下導通。如果電路上的dv/dt超過器件允許的dv/dt值時，晶閘管就會誤導通而失去阻斷能力。在應用電路中
，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以增大初始導通麵積，從而改善di/dt容量。

由於dv/dt過大引起的誤導通和di/dt過大引起的晶閘管擊穿現象
，其後果是十分嚴重的。通過原理電路可以看出，這種情況的出現會使變壓器短路而產生“環流”
，造成晶閘管甚至變壓器的損壞。在電路設計中
，采用可靠的晶閘管通斷檢測措施，避免這種現象的發生。

過電壓
、過電流保護措施

過電壓的產生，主要有以下原因：

（1）變壓器投入時的浪湧電壓；

（2）變壓器抽頭轉換時產生的浪湧電壓；

（3）雷擊侵入時的浪湧電壓；

（4）直流回路斷開時產生的浪湧電壓。

在zai電dian路lu中zhong
，加jia入ru浪lang湧yong吸xi收shou器qi可ke以yi吸xi收shou變bian壓ya器qi一yi次ci係xi統tong電dian磁ci轉zhuan移yi而er侵qin入ru的de浪lang湧yong電dian壓ya


，同tong時shi還hai能neng吸xi收shou變bian壓ya器qi通tong斷duan時shi產chan生sheng的de磁ci能neng。為wei避bi免mian雷lei擊ji侵qin入ru產chan生sheng的de浪lang湧yong電dian壓ya，可ke采cai用yong半ban導dao體ti避bi雷lei器qi。
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消除環流是該穩壓器的一大關鍵問題，為了解決這一難題，我們采取了如下技術措施：

（1）確保晶閘管的觸發信號可靠。利用軟件濾波程序使輸出觸發控製信號每組隻有一個有效，其次利用74LS273和研製的防環流邏輯電路（PAL16V8）
，以確保即使單片機失控的情況下也不會出現誤觸發。另外，觸發信號引線采用屏蔽線等措施

，防止幹擾。

（2）確保轉換可靠。在正常工作時，經常要改變補償電壓的大小，即要調整晶閘管的導通組合
，如：使S1導通換為S2導通，則必須在關斷S1的同時給S2觸(chu)發(fa)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)，實(shi)現(xian)晶(jing)閘(zha)管(guan)的(de)轉(zhuan)換(huan)。如(ru)果(guo)轉(zhuan)換(huan)的(de)時(shi)機(ji)或(huo)者(zhe)組(zu)合(he)不(bu)當(dang)就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)環(huan)流(liu)，損(sun)壞(huai)晶(jing)閘(zha)管(guan)。在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)采(cai)用(yong)了(le)零(ling)點(dian)切(qie)換(huan)技(ji)術(shu)
，即(ji)在(zai)電(dian)流(liu)過(guo)零(ling)時(shi)讓(rang)S1自然關斷，同時觸發S2使其導通。由此可見，在轉換過程中最關鍵的是準確檢測電流過零信號。為此，采取軟
、硬件結合及互鎖技術
，確保過零信號的準確無誤。實際運行表明：上述技術成功地解決了環流問題。

感性負載的影響

由(you)於(yu)感(gan)性(xing)負(fu)載(zai)的(de)存(cun)在(zai)，應(ying)考(kao)慮(lv)加(jia)大(da)觸(chu)發(fa)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)，否(fou)則(ze)晶(jing)閘(zha)管(guan)在(zai)陽(yang)極(ji)電(dian)流(liu)達(da)到(dao)擎(qing)住(zhu)電(dian)流(liu)之(zhi)前(qian)，觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)減(jian)弱(ruo)，可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)晶(jing)閘(zha)管(guan)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)導(dao)通(tong)。在(zai)關(guan)斷(duan)時(shi)，感(gan)性(xing)負(fu)載(zai)也(ye)會(hui)給(gei)晶(jing)閘(zha)管(guan)造(zao)成(cheng)一(yi)些(xie)問(wen)題(ti)。

在zai實shi際ji係xi統tong中zhong，采cai用yong高gao電dian平ping觸chu發fa
，以yi確que保bao晶jing閘zha管guan可ke靠kao導dao通tong。為wei保bao證zheng晶jing閘zha管guan轉zhuan換huan過guo程cheng中zhong不bu產chan生sheng關guan斷duan失shi敗bai現xian象xiang，采cai用yong可ke靠kao的de互hu鎖suo技ji術shu，以yi確que保bao晶jing閘zha管guan不bu損sun壞huai。

過零開關技術

zaitiaoyaguochengzhong
，tongguoguolingjiancejishulaikongzhijingzhaguanmenjichufaxinhao，baozhengqiguolingshitongduan
，bimiantiaoyaguochengzhongyouyujingzhaguankaiguanduidianwangzaochengdewuran。

結語

由於采取一係列技術措施解決了晶閘管應用過程中存在的問題，使這種電源在技術上十分成熟。我們研製的這種電源已於