低碳经济成为助推稳压器市场发展的新引擎

/朱彦/

低碳经济成为助推稳压器市场发展的新引擎

/朱彦/

中国的交流稳压器行业必须加速转型升级，由整机带动各零部件厂家的发展。依靠科技进步和产业调整来提高产品质量、提高技术水平、提高经济附加值来促进行业的健康持续发展。在未来发展中，企业还应将节能减排作为发展的重点，进一步将提高能效与降低资源消耗作为发展方向，进一步扩展市场空间，赢得市场份额。

稳压器是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备，其作用是将波动较大和达不到电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。随着社会的进步，用电设备与日俱增，由于中国西电东送，南北互供，全国联网的实施，稳压器需求仍将保持平稳增长的态势。我国从事电子稳压器研究、开发生产的单位已超过2000家，其中有国营、民营和外资企业。虽然我国在小容量方面已经拥有相当的实力，并在国际市场中占有重要的地位，但是在高容量、超高容量稳压器方面，我国的技术实力还非常薄弱，这就造成了欧美发达国家高容量、超高容量稳压器市场我国无法进入的情况，这将阻碍我国稳压器行业今后的发展，需要引起行业人士高度的关注。

一、稳压器是高效节能技术和装备中的重要环节

如今，各行业的节能减排都将成为主要的目标，这一点作为稳压器、调压器的发展同样也不能例外，虽然在过去10年，我国已在节能减排方面做出了不懈努力，但还是远远不够的，在未来相当长的一个时期里，我国仍要面对较大的节能减排压力，并且这一压力主要集中在工业领域。“十二五”期间，我国将以重点行业、重点园区、重点企业、重点产品为着力点，推动工业节能降耗减排治污迈上新台阶，加快发展循环经济制造产业和节能环保装备。

随着社会飞速前进，用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后，以及设计不良和供电不足等原因造成末端用户电压的过低，而线头用户则经常电压偏高。对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备，独如一颗不定时炸弹。这就需要稳压器来稳定电压，从而确保用电安全。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。

不稳定的电压会使设备造成致命伤害或误动作影响生产造成交货期延误、品质不稳定等多方面损失。同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件，使业主面临需要维修的困扰或短期内就要更新设备，浪费资源；严重者甚至发生安全事故，造成不可估量的损失。所以使用稳压器对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备来说是必不可少的。

近几年，有关部委就相继推出了相关政策文件，以积极推动节能环保装备产业的发展。工信部印发《工业领域节能减排电子信息应用技术导向目录》，共包括15项促进节能减排的电子信息应用技术，涵盖钢铁、有色、石化、建材、机械等重点用能行业。工信部要求各地主管部门在项目审批、节能技改和节能管理过程中，应积极推动《导向目录》所列节能减排技对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备，独如一颗不定时炸弹。这就需要稳压器来稳定电压，从而确保用电安全。术的应用。由此看来，在“十二五”节能减排规划中，高效节能技术和装备仍将是重要一环，并将继续得到国家政策的扶持。而在节能技术及装备中，稳压器节能技术及设备是其中最为关键的环节，在工业领域，如何进行电能的节约是实现我国工业节能减排目标的重中之重。作为整个工业发展基础性产业之一的电气产业可以为节能减排工作提供广泛的技术支撑，因此受整个节能产业发展的推进，稳压器节能技术及设备将成为重点关键领域的技术突破口。作为全球最大的稳压器市场，未来的中国节能产业将令世界瞩目。而历经市场竞争的考验而实力非凡的中国稳压器企业拥有本土市场的先发优势和诸多的创新机会，这需要稳压器企业家们和科技人员拿出自己的智慧和努力，在为国家节能减排战略的顺利实施提供节能新技术、新产品和服务的同时，来共同分享这一前所未有的发展机遇，走向共赢。

二、稳压器的产品分类及适用范围

稳压器有大型的几十至几千千瓦的交流稳压器，是供给大型实验与工业、医疗设备的工作电源；也有小型的几瓦到几千瓦的交流稳压器；为小型实验室或家庭电器提供高质量电源。

根据稳压器的输出性质不同，一般把稳压器分为交流稳压器（交流稳压电源）和直流稳压器（直流稳压电源）两大类。是交流稳压器，还是直流稳压器，要看稳压器的输出电压是交流还是直流。直流稳压器也常用交流电网供电。变压器、整流器、滤波器通常被看成是稳压器的一部分。除了在分析稳压器的原理外，在设计、制造和使用稳压器过程中，都作为一个整体来考虑。

按稳定方式分，可分为参数稳压器和反馈调整型稳压器。参数稳压器电路结构简单，主要是利用元件的非直线性实现稳压。一只电阻和一只稳压管就可以构成一个简单的参数稳压器。反馈调整型稳压器通过负反馈闭环控制自动调整输出电压，实现稳定输出电压的目的。因此，也可称为闭环反馈型稳压器。

按调整元件和负载的联接方法，可分为并联稳压器和串联稳器。调整元件与负载并联的称为并联稳压器或分流式稳压器，调整元件与负载串联的称为串联稳压器或衰减式稳压器。

按调整元件的工作状态分，可分为线性稳压器和开关稳压器。调整元件工作在线性状态的称为线性稳压器，又称连续导电型稳压器。调整元件工作在开关状态的称为开关稳压器。

按作用元件分，可分为辉光放电管稳压器、稳压管稳压器、电子管稳压器、晶体管稳压器、可控硅稳压器、铁磁谐振稳压器和饱和阻流圈磁放大稳压器等。根据需要，也可以采用其他的分类方法。例如，集电极输出型稳压器、发射极输出型稳压器、高精度稳压器、高压稳压稳压器、低压稳压器、通用稳压器或专用稳压器等等。

稳压器可广泛应用于工矿企业、油田、铁路、建筑工地、学校、医院、邮电、宾馆、科研等部门的电子计算机、精密机床、计算机断层扫描摄影（CT）、精密仪器、试验装置、电梯照明、进口设备及生产流水线等需要电源稳定电压的场所。也适应于电源电压过低或过高、波动幅度大的低压配电网末端的用户及负载变动大的用电设备，特别适用于一切对电网波形要求高的稳压用电场所。大功率补偿式电力稳压器可接火力、水力、小型发电机。

开关稳压器使用输出级，重复切换“开”和“关”状态，与能量存贮部件（电容器和感应器）一起产生输出电压。它的调整是通过根据输出电压的反馈样本来调整切换定时来实现的。在固定频率的稳压器中，通过调节开关电压的脉冲宽度来调节切换定时，这就是所谓的 PWM 控制。在门控振荡器或脉冲模式稳压器中，开关脉冲的宽度和频率保持恒定，但是，输出开关的“开”或“关”由反馈控制。

根据开关和能量存贮部件的排列，产生的输出电压可以大于或小于输入电压，并且可以用一个稳压器产生多个输出电压。在大多数情况下，在同样的输入电压和输出电压要求下，脉冲（降压）开关稳压器比线性稳压器转换电源的效率更高。补偿式——高精度交流补偿式稳压电源（单相0.5kVA及以上，三相1.5kVA及以上）有补偿变压器，有110V输出。

线性稳压器LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为200mV左右；与之相比，使用NPN复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。负输出LDO使用NPN作为它的传递设备，其运行模式与正输出LDO的PNP设备类似。更新的发展使用CMOS功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用CMOS，通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的ON电阻造成的。如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。

激光切割机用稳压器根据大功率激光切割机的使用要求，再结合我国供电现状，应严格制定符合激光切割机使用的稳压器，专为稳定交流电压而研制的节能型产品。当配电网络供电电压波动或负载变化时，能自动保证输出电压的稳定。必须具有容量大，效率高，稳压范围宽，无附加波形失真和相移，应变时间快，平稳等特点。具有短路，机械故障等完善报警保护功能，同时体积要尽可能紧凑小巧，使用方便。

三、稳压器的结构原理及技术参数

稳压器是由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成。稳压器是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备，其作用是将波动较大和达不到电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。一个典型的开关电容式转换器包括四个大型 MOS 开关，其开关顺序为典型的开关、加倍或减半输入电源电压。能量的传递与存贮由外部电容器提供。当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。最初的电力稳压器是靠继电器的跳动稳定电压的。当电网电压出现波动时，电力稳压器的自动纠正电路启动，使内部继电器动作。迫使输出电压保持在设定值附近，这种电路优点是电路简单，缺点是稳压精度不高并且每一次继电器跳动换挡，都会使供电电源发生一次瞬时的中断并产生火花干扰。这对电脑设备的读写工作干扰很大，容易造成电脑出现错误信号，严重时还会使硬盘损坏。高质量的小型稳压器，大多采用电机拖动碳刷的方法稳定电压，这种稳压器对电器设备产生的干扰很小稳压精度相对较高。

直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备，常见的直流稳压电源，大都采用串联式反馈式稳压原理，通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄，使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。直流稳压电源四个环节的工作原理如下：

直流电源变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

直流电源整流滤波电路整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

直流电源滤波电路可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C＝（3-5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。

直流电源稳压电路稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。

直流电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（周围与随机漂移）及温度系数。纹波电压叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值视镜、卫生泵一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差，一般直流电源的纹波电压VP-P≤10mV；电压调整率输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可；输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。

稳压器有一个输入电压适应范围。IEC标准为输入电压在额定值的±10范围内变化，超出范围即自动声光报警且不能使输出电压稳定在要求范围内。

输出电压调整率是输入电压的变化而引起输出量变化的效应，当负载为额定值时，将输入电压按源电压范围由额定值向上调到上限值和往下限值，测量输出电压的最大变化量。此值越小越好，是衡量交流稳压器性能的重要指标。

负载调整率是负载的变化引起输出量变化的效应。改变负载电流大小，测量输出电压的变化量。此值越小越好，也是衡量交流稳压器性能的重要指标。

输出电压相对谐波含量（亦称输出电压失真度），通常用thd表示，是谐波含量的总有效值与基波有效值之比，当负载为额定值、输入电压失真度满足基准条件时（一般应小于3），在输入电压为最低值、额定值和最高值时测量输出电压失真度，取其最大者，此值越小越好。

效率是输出的有功功率P0与输入的有功功率Pi之比（百分数）。

稳压器容量都用伏安（VA）或千伏安（KVA）值表示，是负载中除纯电阻性负载外，还有感性和容性负载，即负载中除有功功率外，还有无功功率。这个指针反映了交流稳压电源带感性及容性负载的能力。一般交流稳压电源，负载功率因素cosφ为0.8，当产品为1KW时，输出的有功功率（即带阻性负载的能力）最大为800W；如果产品用1KW表示时（cosφ仍为0.8），可输出有功功率1KW，这时可输出的功率S=1000/0.8=1250VA。负载功率因素数值较小时，表示电源设备适应电抗性负载的能力较强。

交流稳压器的参数还有输出功率、输入频率、源频率效应、随机偏差（时间漂移）、空载输入功率、源功率因素（此值与负载功率因素不同，希望越大越好，最大为1）、源电流相对谐波含量、音频噪声等项、三相交流稳压电源，还有三相输出电压不平衡度等，这些指针的定义及测试方法可参考有关标准。

四、稳压器的行业需要不断创新，国内发展前景光明

数十年来，我国的电力发展迅速，电力供应出现紧张局面，大发展带来了大繁荣，庞大的电力建设给稳压器行业带来了机遇和挑战，促使行业得到了有史以来的大发展。

近年来，电子产品所用的铁心材料和导电材料价格连续上涨，上游原材料形成卖方市场。作为下游的电子稳压器的电源用户，可以在全球范围内选择和采购，形成买方市场。处于中间位置的电子稳压器行业，只有走技术创新之路，才能摆脱这种两头受气的困境。然而，在成熟的电子稳压器行业里，技术创新比较困难。但是每一个细小环节的改进，就可以带来新的理念和新的产品。电源中的电子稳压器，像所有作为商品的产品一样进行任何技术创新，都必须在具体使用条件下完成具体功能中，追求性能价格比最好。现在的电源产品，普遍以轻、薄、短、小为特点向小型化和便携化发展。电子稳压器必须适应作为用户的电源产品对体积和重量的要求。同时，电子稳压器的原材料价格上涨。因此，如何减小体积和重量，如何降低成本，成为近年来电子稳压器发展的主要方向。随着新一轮的电力投资热潮来临，输变电设备制造企业在未来几年都将处于满负荷状态，呈现产销两旺、十分景气的局面。而作为输配电行业一个重要分支的稳压器制造业更是一路高歌。据统计，稳压器增长速度将继续快于总体模拟集成电路(IC)市场和半导体市场，2009-2015年的复合年度增长率将达16.0%。相比之下，同期总体模拟IC市场与总体半导体市场的复合年度增长率分别为11.9%和6.3%。稳压器是一个快速增长的市场，2015年销售额预计将从2010年的91亿美元增长到163亿美元。每年的增长速度都高于其它模拟IC市场。电源中的电子稳压器需要进行技术创新，在具体使用条件下完成具体功能中，追求性能价格比最好。

现在的电源产品，普遍以“轻、薄、短、小”为特点向小型化和便携化发展。电子稳压器必须适应作为用户的电源产品对体积和重量的要求。同时，电子稳压器的原材料价格上涨。因此，如何减小体积和重量，如何降低成本，成为近年来电子稳压器发展的主要方向。我国稳压器在引进国外先进技术的同时，需大力推动自主创新，不断研制和开发出各种结构形式的稳压器，这有助于我国在国际市场中占有领先的地位具有重要的意义。

近几年，随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千赫，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。

随着时代发展社会变迁，工业制造生产对交流变压器提出了更高的标准。因此中国制造的中低端交流稳压器产品出口量锐减，让企业发展困难重重。近年我国的交流稳压器市场依然呈现稳中有升的发展态势，有数据表明，中国的交流稳压器出口量增长幅度放缓。这说明了高端交流稳压器市场供应量的不足，无法满足国际社会对高品质高效能产品的需求。体现出了我国的交流稳压器与发达国家之间仍存在较大差距。发达国家的交流稳压器起步早，发展快，人才储备量大，创新能力强，因此长期处于市场垄断地位。触角遍布全球的营销网络也初具规模，良好的宣传效应加上极具竞争力的产品，让国外生产的交流稳压器一直处于无可悍动的领先位置。而反观国内交流稳压器市场，自主创新能力弱、人才普遍匮乏、产品附加值低、营销网络不健全，使我国的交流稳压器长期处于中低端位置。盈利能力弱，利润空间小，使很多中小企业举步维艰。电力设备行业要突破这一困境，关键还在于开发高端产品，对高技术含量产品进行重点研发。才有可能在竞争激烈的市场上分得一杯羹。

中国的交流稳压器行业必须加速转型升级，由整机带动各零部件厂家的发展。依靠科技进步和产业调整来提高产品质量、提高技术水平、提高经济附加值来促进行业的健康持续发展。在未来发展中，企业还应将节能减排作为发展的重点，进一步将提高能效与降低资源消耗作为发展方向，进一步扩展市场空间，赢得市场份额。

五、绿色节能和自主创新是稳压器发展的方向

就稳压器目前的发展现状而言，在全球经济的推动下，国内外稳压器不仅在技术性能方面取得巨大突破，同时还能根据全球节能环保的发展需求，在整体趋势上呈现一股绿色节能化的发展浪潮。稳压器系统的这种绿色节能发展趋势，总体来说，主要表现为两层含义：一是显著节电，这意味着发电容量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以稳压器的节电性能就可以减少对环境的污染；二是要求稳压器在使用过程中，不能(或少)对电网产生污染，从而保证电网环境的绿色无污染化。而对于这一点，国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准，如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上，在稳压器发展的初期，许多功率电子节电设备，往往会变成对电网的污染源：向电网注入严重的高次谐波电流，使电网电压耦合许多毛刺尖峰，甚至出现缺角和畸变。上世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，为2l世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产奠定了基础。而发展至今，国内各个厂家生产的许多稳压器都能满足绿色节能的要求。尤其是上海稳利达电气有限公司，该公司的生产的ZSBW系列的智能型净化无触点补偿式交流稳压器、CSBW抗干扰净化交流稳压器、SCWY系列净化交流参数稳压电源、SBW系列的补偿式交流稳压以及各种专用稳压器等等，其在技术性能方面都能满足绿色节能的需求，是一系列更为环保、更为经济有效的稳压器产品。

稳压器就是用来稳定电压的主要设备，它在输电项目中扮演着非常重要的角色，我们的生活中所使用的电力都和它有着直接关系。从技术角度来说电力通过电力源储备到电机当中，然后在经过一系列复杂的工序将电力输送到各家各户，在这个过程中电流由于各种原因会忽高忽低，电流的不稳定会造成很多电器和机械设备出现问题，最直接的作用会烧坏电机，或者导致机械的输电线路出现堵塞。所以说稳定电流就显得非常有必要，电流和电压的关系就好比鱼和水的关系，谁也离不开谁，如果水的质量好那么鱼儿活的就会健康。

电流在实际的操作中是没有办法稳定的，只要电压稳定之后电流就会稳定，所以说有电力需求的地方就会有稳压器的需求。如今很多的家庭用电都会用到它，因为现在电脑，电视，电灯，电磁炉，电热水器都是需要用电的，用电量大了之后电压就非常容易出现不稳定的情况，一个个小小的稳压器可以帮助人们解决这个问题。只需要把稳压器接在电源接口处，然后在把主线通过稳压器接到各个分线里面就可以了。有相关数据显示家庭专用稳压器的销量要比其他的项目要多，由于它的构造非常简单，所使用的职能也比较单一，所以它的利润并不算大，但是只要是量大了肯定利润也会慢慢的增长上去的。家庭专用稳压器已经成为了行业中新的发展趋势，大型稳压器正在逐步的减少，被小型稳压器取代的趋势非常的顺序，生产厂要抓住机遇迎接挑战，争取把企业发展的更加强大。

随着社会和高科技的不断发展，无触点稳压器无疑就成为了稳压电源行业在这个时代更新换代的适用产品，也同样是稳压器设备在今后的使用趋势。很多公司为了迎合市场的各种需求，不断利用自身的研发力量，不断的提高无触点稳压器的技术要求和工作的可靠性，推进无触点稳压器在市场上的应用进程。无触点稳压器所采用的可控硅原理，节能、高效、低噪音的优势是毋庸置疑的，使用户在早期就认识到已经到来的产品趋势并予以推广应用。根据对无触点稳压器进行综合评估，确优于机械式稳压器，它有效地解决了用户使用碳刷和机械传动式稳压器带来的响应速度慢，碳刷磨损快，及机械链条传动系统需要经常维护、更换等等问题，也可以上生产线组装，大大提高了产能，因其结构简单有效，减少了备用部件的数量及维修成本。对于未来无触点稳压器的使用趋势，市场前景广阔。随着新材料、新工艺的不断应用，国内各稳压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的稳压器。创新将是稳压器行业的一大发展方向。在未来发展中，稳压器企业应将节能减排作为发展的重点，从而在进一步提高能效与降低资源消耗作为发展方向，更好的拓展其市场发展的空间。

六、结束语

随着我国国民经济的发展迅速对电力的需求也日趋上升，作为输变电系统中的主要设备稳压器也得到了长足的发展。很多的发达国家都将稳压器目标瞄准了高端市场，高科技高技术高附加值产品的诞生为这些发达国家赢得了较大的市场份额。为跟上市场的步伐以及适应用户的需求，众多的稳压器厂家纷纷积极改革研发新型产品，以期望能不被市场所淘汰。借助电力电子技术，企业需要技术创新交流稳压器，别无选择地寻求解决传统技术无法解决的问题，使交流稳压设备硅片化，小型化，模块化，智能化，这是现代交流稳压器发展的必由之路，也是照明节能控制调光设备的必由之路。

电 器