1引言
目前市場上的電力穩(wěn)壓器大多是采用伺服電機帶動炭刷調整輸出電壓。它具有整機效率高,、輸出波形好及電路簡單等優(yōu)點,，但由于有炭刷和機械傳動造成其工作壽命短,、響應速度慢。用“無觸點”取代“炭刷”是目前大功率電力穩(wěn)壓器的發(fā)展方向,。這里所說的“無觸點”是指采用如雙向晶閘管之類的功率器件代替炭刷,，利用微電腦實現邏輯控制通過補償變壓器進行調壓，從而達到延長使用壽命,、加快響應速度、提高可靠性的目的,。
圖1穩(wěn)壓原理圖
2系統(tǒng)基本原理
穩(wěn)壓器主要由主電路,、單片機、檢測電路,、控制電路,、驅動及報警接口電路等單元構成。如圖1所示,。
圖中各電壓有如下關系：
由圖1可知,，微電腦通過電壓采樣電路檢測并計算出需要補償的電壓△U，由驅動系統(tǒng)改變雙向晶閘管導通組合來補償輸入電壓（Ui）,，使穩(wěn)壓器的輸出電壓（Uo）保持穩(wěn)定,，從而達到穩(wěn)壓的目的（工作原理見參考文獻1）。為使操作簡單易行,，充分利用微電腦的功能,，設置了完善的自檢系統(tǒng)。
3幾個問題的討論
3.1變壓器的投入問題
與文獻2相比,，變壓器投入造成合閘飽和所形成的浪涌電流較大,。為減小鐵心體積，一般變壓器的工作磁感應強度Bm選在B－H曲線接近拐點處,，合閘瞬間最壞情況是磁感應強度最大為2Bm＋Br（剩磁）,，顯然變壓器將出現飽和，造成晶閘管損壞和電壓波形的畸變,。為防止合閘瞬間飽和,，可選擇Bm≤Bs/3。
3.2觸發(fā)驅動問題
晶閘管作為電流控制器件,，當觸發(fā)脈沖的持續(xù)時間較小時,，脈沖幅度必須相應增加。同時,，脈沖寬度也取決于陽極電流達到擎住電流的時間,。在本系統(tǒng)中，由于感性負載的存在,，陽極電流上升率較低,，若不施加較強的寬脈沖觸發(fā),，則晶閘管往往不能維持導通狀態(tài)?？紤]負載是感性的,，本系統(tǒng)采用電平觸發(fā)，其缺點是晶閘管損耗較大,。
3.3晶閘管阻斷問題
晶閘管是一種雪崩式器件,，這種器件的導通是由于在中間集電結上載流子的成倍增加引起的，在應用過程中,，影響關斷時間的因素有結溫,、通態(tài)電流及其下降率、反向恢復電流下降率,、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,。
在系統(tǒng)中,，由于感性負載的存在，在換流過程中,，電感兩端會產生很高的反電動勢,，這個異常電壓加在晶閘管兩端，容易引起晶閘管損壞,。為防止這種情況,，通常應采用浪涌電壓吸收電路。
3.4dv/dt,、di/dt效應問題
晶閘管的斷態(tài)電壓上升率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,，采用前沿陡峻的強電平觸發(fā)以增大初始導通面積，進而改善di/dt容量,。
由于dv/dt較大引起的誤觸發(fā)和di/dt過大引起的晶閘管擊穿現象,，其后果是十分嚴重的,。從圖1可以看出，這種情況的出現會導致直通現象,，造成晶閘管的損壞甚至損壞變壓器,。在電路設計中，采用可靠的晶閘管通斷檢測及限流措施,，可以避免這種故障的發(fā)生,。
3.5過電壓及過電流保護措施
過電壓的產生，主要有以下原因：
（1）變壓器投入時的浪涌電壓,；
（2）變壓器抽頭轉換時產生的浪涌電壓,；
（3）雷電侵入時的浪涌電壓；
（4）直流回路斷路時產生的浪涌電壓,。
在電路中，加入浪涌吸收器可以吸收變壓器一次系統(tǒng)電磁轉移而侵入的浪涌電壓,，同時還能吸收變壓器通斷時產生的變壓器磁能,。為避免雷電侵入時產生的浪涌電壓，可采用半導體避雷器,。
在系統(tǒng)中,，為避免誤觸發(fā)引起的直通現象，可以采用如下技術措施：
（1）確保晶閘管的觸發(fā)信號可靠,。利用軟件濾波程序使輸出觸發(fā)信號每組只有一個有效,，再利用74LS273和防環(huán)流邏輯電路（PAL16V8），以確保即使在單片機失控的情況下也不會出現誤觸發(fā),。另外,，觸發(fā)信號引線采用屏蔽線及其它抗干擾措施，以防止誤觸發(fā)現象的產生,。
(2)確保換向可靠,。在正常工作時，往往要改變補償電壓的大小,，即調整晶閘管的導通組合,。如果換向的時機或者組合不當就會形成直通而損壞晶閘管。在設計中采用過零點切換技術,，最關鍵的是準確檢測晶閘管的工作狀態(tài),。為此，采取軟,、硬件結合和互鎖技術,，確保開關工作準確無誤。實際運行結果表明上述技術是可行的,。
3.6感性負載的影響
由于感性負載的存在,，應考慮加大觸發(fā)脈沖寬度,，否則晶閘管在陽極電流達到擎住電流之前，觸發(fā)信號減弱,，造成晶閘管不能正常導通,。在關斷時，感性負載也會給晶閘管造成一些問題,。
在實際系統(tǒng)中,，采用電平觸發(fā)，以確保晶閘管可靠導通,。
3.7過零開關技術
在調壓過程中,，通過過零檢測而產生的信號來控制晶閘管門極觸發(fā)信號，保證其過零通斷,，從而避免了在調壓過程中,，由于晶閘管通斷對電網造成的污染。
由于采用了上述一系列措施,，使這種電源在技術上是十分成熟的,。