上海潘登GGDZ-B系列無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的可靠性

1、上海潘登GGDZ-B系列無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的可靠性照明節(jié)電產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)是其質(zhì)量屬性中極為重要的部分。產(chǎn)品的可靠性越高，所需維修保養(yǎng)的費(fèi)用就越低，從而可盡量減少用戶的開(kāi)支，并保證照明燈具的正常運(yùn)行。同時(shí)，只有具有高可靠性的產(chǎn)品，才能在市場(chǎng)上具有真正的競(jìng)爭(zhēng)力。技術(shù)背景 在目前照明節(jié)電領(lǐng)域，要保證照明節(jié)電設(shè)備能做到精密地控制和可靠地運(yùn)行，必須采用電力電子技術(shù)，在節(jié)電設(shè)備使用電力半導(dǎo)體器件（可控硅）。電力半導(dǎo)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(yōu)點(diǎn)。因此，采用電力電子技術(shù)對(duì)照明穩(wěn)壓節(jié)電器進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)壓控制，已被各節(jié)電設(shè)備制造單位作為主要發(fā)展方向。上海潘登新電源公司于1999

2、年起，投入大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)和技術(shù)力量，結(jié)合自身十幾年電力穩(wěn)壓器和變壓器制造經(jīng)驗(yàn)，對(duì)傳統(tǒng)的大功率補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器進(jìn)行升級(jí)換代改造，終于研制成功SBW5B系列大功率無(wú)觸點(diǎn)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器，率先填補(bǔ)了市場(chǎng)空白，是中國(guó)“無(wú)觸點(diǎn)”名稱的命名者，并獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的專利授權(quán)，同時(shí)是穩(wěn)壓器行業(yè)唯一被上海市認(rèn)定為高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化企業(yè)。經(jīng)中科院技術(shù)文獻(xiàn)情報(bào)中心確認(rèn)，“潘登”無(wú)觸點(diǎn)專利技術(shù)多項(xiàng)技術(shù)屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，其整體技術(shù)達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。該產(chǎn)品整機(jī)無(wú)機(jī)械操作、無(wú)碳刷接觸、無(wú)噪聲調(diào)壓、無(wú)瞬間斷電、三相全部分調(diào)，響應(yīng)速度極快，帶雷電浪涌防護(hù)及具備所有的保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期免維護(hù)。容量已做到20

3、00KVA,補(bǔ)償范圍可達(dá)±50%，且效率高、運(yùn)行可靠，系新一代綠色環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，經(jīng)信息產(chǎn)業(yè)部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，認(rèn)定是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)、容量最大的無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器生產(chǎn)企業(yè)。一、 無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器產(chǎn)品的現(xiàn)狀隨著無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器逐步被市場(chǎng)和用戶認(rèn)可，眾多照明節(jié)電器生產(chǎn)廠家隨后也陸續(xù)推出結(jié)構(gòu)各不相同的無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓穩(wěn)壓器。由于主電路結(jié)構(gòu)的不同，它們的性能差異往往比較大；加之某些廠家在技術(shù)上投入不夠，研究不深；對(duì)無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的關(guān)鍵器件可控硅模塊的性能、應(yīng)用也缺乏足夠的試驗(yàn)和了解；甚至極個(gè)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，

4、最后集中反映在產(chǎn)品的可靠性上，造成很多廠家的無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器性能極不穩(wěn)定，使用可靠性能極差。潘登的GGDZ-B系列照明穩(wěn)壓節(jié)電器，是以成熟的無(wú)觸點(diǎn)專利穩(wěn)壓技術(shù)為基礎(chǔ)，由補(bǔ)償變壓器、調(diào)壓變壓器、無(wú)觸點(diǎn)控制專利技術(shù)、采樣電路、主控制電路、調(diào)壓控制電路、時(shí)控電路、保護(hù)電路等組成。根據(jù)照明負(fù)載特點(diǎn)和電網(wǎng)電壓的實(shí)際情況，實(shí)行分相采樣，分相穩(wěn)壓調(diào)壓。無(wú)觸點(diǎn)調(diào)壓穩(wěn)壓主要采用潘登專利無(wú)觸點(diǎn)技術(shù)，具有補(bǔ)償穩(wěn)壓降壓功能，具有過(guò)、欠壓保護(hù)，缺相保護(hù)、故障保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、自動(dòng)旁路等多項(xiàng)保護(hù)功能。同時(shí)具有時(shí)間控制裝置，使照明穩(wěn)壓節(jié)電柜能根據(jù)照明的要求做出相應(yīng)的調(diào)整，從而使設(shè)備在最佳的節(jié)電狀態(tài)運(yùn)行，容量從1

5、0KVA2000KVA，節(jié)電率普遍可達(dá)20%以上，由于使用大功率晶閘管來(lái)控制調(diào)壓，因而工作十分可靠，使用壽命極長(zhǎng)，響應(yīng)速度快40ms，能連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行10萬(wàn)小時(shí)以上，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期免維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年以上。二、“潘登”GGDZ-B系列無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器與其它同類產(chǎn)品性能的比較目前市場(chǎng)上的無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器，按照不同主電路結(jié)構(gòu)主要區(qū)別在于補(bǔ)償電壓的調(diào)節(jié)方式上，它直接關(guān)系到照明穩(wěn)壓節(jié)電器的工作可靠性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)壓精度、穩(wěn)壓范圍、最大容量、波形失真等性能指標(biāo)。目前市場(chǎng)上的無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的主電路大致可分為以下三種類型：1、自耦調(diào)壓補(bǔ)償式（上海潘登新電源公司專利技術(shù)）此種結(jié)構(gòu)通過(guò)控制雙向可

6、控硅的通斷，來(lái)切換自耦變壓器的抽頭，從而改變補(bǔ)償變壓器補(bǔ)償電壓的大小和極性，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。主要優(yōu)點(diǎn)(1)、由于采用自耦變壓器抽頭分級(jí)調(diào)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(shí)產(chǎn)生的浪涌電流（自耦變壓器自身就是一個(gè)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(shù)（上海潘登新電源公司專利技術(shù)），徹底解決了外界干擾造成雙向可控硅誤動(dòng)作而產(chǎn)生的環(huán)流問(wèn)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(duì)惡劣電網(wǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)。2、自耦式此種結(jié)構(gòu)是通過(guò)控制雙向可控硅的通斷

7、，來(lái)直接改變自耦變壓器的變比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。主要缺點(diǎn)由于可控硅直接串接在主電路中，負(fù)載電流全部從可控硅中流過(guò)，負(fù)載電流中的瞬變、波動(dòng)極易損壞可控硅；而長(zhǎng)期通過(guò)大電流產(chǎn)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(jié)構(gòu)來(lái)做大容量的照明穩(wěn)壓節(jié)電器，可控硅容量也需選得很大，這給可控硅余量系數(shù)的確定、可控硅散熱設(shè)計(jì)均造成很大的困難，極易引起可靠性變差。相對(duì)于自耦式，“潘登”無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的優(yōu)點(diǎn)為：由于“潘登”無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的可控硅不在負(fù)載電流的主通路，只是接在調(diào)壓回路中，通過(guò)的電流不大，只有負(fù)載電流的幾分之一，甚至十幾分之一，二十幾分之一，所以

8、器件的余量系數(shù)可從容選擇，工作時(shí)發(fā)熱也不厲害，可控硅能長(zhǎng)期可靠工作；同時(shí)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的容量也可以做得很大（目前已能生產(chǎn)的最大容量為2000KVA）。3、純補(bǔ)償式此種結(jié)構(gòu)是通過(guò)雙向可控硅的通斷, 控制補(bǔ)償變壓器組合的投入、退出或改變極性，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。主要缺點(diǎn)可控硅通過(guò)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(shí)產(chǎn)生的浪涌電流大，極易損壞可控硅；同時(shí)，這種電路在可控硅誤導(dǎo)通時(shí)，很容易造成相線與零線之間短路，瞬間就會(huì)燒毀可控硅，故其可靠性很差。相對(duì)于純補(bǔ)償式，“潘登”無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的優(yōu)點(diǎn)為：由于“潘登”無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的可控硅網(wǎng)絡(luò)位于補(bǔ)償變壓器的輸

9、出側(cè)，且又經(jīng)過(guò)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(shí)產(chǎn)生的浪涌電流 （自耦變壓器自身就是一個(gè)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(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器在增強(qiáng)可靠性方面采取的措施 為保證產(chǎn)品具有高可靠性，上海潘登新電源公司采用了一整套科學(xué)的方法，下面僅就我們?cè)凇翱煽啃栽O(shè)計(jì)”、“可靠性增長(zhǎng)”、“可靠性管理”等幾個(gè)主要方面采取的措施進(jìn)行介紹。1、 可靠性設(shè)計(jì)措施（1）、降額設(shè)計(jì)為降低失效率，提高產(chǎn)品可靠性，我們?cè)谥饕骷?shù)的選擇方面，有針對(duì)性的適當(dāng)采用了“降額設(shè)計(jì)”的方法。如，對(duì)可控硅模塊容量，我們已按

10、35倍通態(tài)平均電流ITAV來(lái)選擇，這相當(dāng)于在通常使用的設(shè)計(jì)余量系數(shù)的基礎(chǔ)上，又增加了一倍。從而使影響無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)得到加強(qiáng)，大大提高了產(chǎn)品的可靠性。（2）、電磁兼容設(shè)計(jì)為防止因照明穩(wěn)壓節(jié)電器工作現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境影響而引起的錯(cuò)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(jìn)的美國(guó)JOSLYN公司的MOV矩陣技術(shù)，有效地抑制了可控硅工作期間產(chǎn)生的浪涌尖峰（我公司是美國(guó)JOSLYN公司浪涌防護(hù)產(chǎn)品在中國(guó)的總代理）。另外，我們還加強(qiáng)了電源濾波設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。（3）、散熱設(shè)計(jì)在散熱設(shè)計(jì)方面，我們經(jīng)過(guò)數(shù)年的摸索改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一套合理的散熱措施和適用的

11、散熱數(shù)據(jù)，有效的降低了可控硅器件及機(jī)箱內(nèi)的溫升，大大減少了因過(guò)熱引起的可控硅器件性能劣化和失效。2、 可靠性增長(zhǎng)措施對(duì)于無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器，我們十分重視不斷改正產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的缺陷，不斷提高產(chǎn)品可靠性。從1999年第一臺(tái)無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓產(chǎn)品出廠至今，我們不斷跟蹤用戶的使用情況，結(jié)合售后服務(wù)的反饋信息，不斷分析研究故障來(lái)源以及潛在的故障隱患，及時(shí)加以改進(jìn)，并確保在修正設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)引進(jìn)新的故障源。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和修正設(shè)計(jì)階段，我們做過(guò)大量的試驗(yàn)，并一直堅(jiān)持采用試驗(yàn)的方法來(lái)檢查故障源，爭(zhēng)取在產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(yán)格按照ISO9000國(guó)際質(zhì)量認(rèn)證體系進(jìn)行產(chǎn)

12、品質(zhì)量管理，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程、使用過(guò)程中發(fā)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(tǒng)，從制度上對(duì)提高產(chǎn)品的可靠性提供了十分有力的保障。此外，我們?cè)诳煽毓琛⒆儔浩鞯戎饕骷?、部件的選用上，也都進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制。如，對(duì)可控硅模塊，我們加強(qiáng)了對(duì)通態(tài)峰值電壓VTM的篩選，盡量將器件溫升控制在較低的范圍內(nèi)；對(duì)可控硅門(mén)極工藝也提出了更高的要求。對(duì)主、副變壓器，我們也采用了損耗小、溫升低、效率高的環(huán)形變壓器結(jié)構(gòu)。通過(guò)幾年的努力，“潘登”無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓技術(shù)的可靠性不斷得到提高，至今，產(chǎn)品的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間已可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。四、關(guān)于單片機(jī)控制的無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器目前市場(chǎng)上的無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)

13、壓節(jié)電器，很多都采用單片機(jī)來(lái)構(gòu)建控制系統(tǒng)。單片機(jī)技術(shù)固然優(yōu)點(diǎn)不少，相對(duì)比較先進(jìn)，但它也有弱點(diǎn)，即抗干擾處理比較復(fù)雜、困難。而對(duì)于大功率電力穩(wěn)壓器，其工作環(huán)境尤其是電磁環(huán)境往往比較惡劣，所以電路結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，應(yīng)力求簡(jiǎn)潔可靠，尤其抗干擾能力要強(qiáng)，才能保證一個(gè)較高的工作可靠性。如果為追求時(shí)尚，不分場(chǎng)合的盲目應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，將是得不償失的。 因此，我們認(rèn)為，如果對(duì)照明穩(wěn)壓節(jié)電器的主要性能指標(biāo)沒(méi)有多大的改進(jìn)，還是要慎重對(duì)待單片機(jī)技術(shù)在無(wú)觸點(diǎn)照明穩(wěn)壓節(jié)電器中的應(yīng)用。五、綜述“潘登”無(wú)觸點(diǎn)專利技術(shù)產(chǎn)品，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣電、通信、電力、石油化工、數(shù)控機(jī)床、印刷設(shè)備、各類制造業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、照明節(jié)電等行業(yè)。尤其是大容量的無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓技術(shù)，我們更是遙遙領(lǐng)先于同行。 2002年，我們率先制造出全國(guó)第一臺(tái)1200KVA無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器，并通過(guò)了信息產(chǎn)業(yè)部的檢驗(yàn)，在通信行業(yè)成功應(yīng)用；近幾年，又陸續(xù)生產(chǎn)出1400KV