（说明：一个月前发于“鸟眼观圈”的旧文，作了一些修改）
前一段的央视几档新闻节目都在扯关于“创新”的话题。这一系列的创新报道我看了几则，除了上回李浔阳说过的那一则出错的以外，其它的看上去都还好。比如前两天一则关于高温超导体在输电系统中的应用就看上去很不错。
不过更早之前有一次报道无触点开关的那则就比较汗。因为我是学工业电气化专业的，而且也在工厂里干过一年半的电工，在那之前还研究过五六年的电子技术，所以对这方面还是比较熟的。但是为了谨慎起见，还是去GOOGLE了一下这方面的最新情况。
节目中说：传统开关由于存在机械触点，在通断瞬间会产生电弧，而电弧会烧蚀触点，导致接触不良并可能引起燃烧甚至爆炸。而“创新”的无触点开关使用了半导体元件来控制通断，避免了这种问题。
这貌似看上去很美，但在我看来，很汗。
机械开关固然存在着会产生电弧的天然缺陷，但是现代的机械开关都带有灭弧装置，基本上不会有太大的问题。当然，如果不介意成本问题，在部分领域用无触点开关来代替可能会更好。
但是，无触点开关并非能够在所有领域里代替机械开关，除了成本问题以外，技术上它也不是没有问题的，并且它也算不上什么“创新”技术。这个节目有误导之嫌。
所谓的无触点开关是什么东西呢？
事实上，早在六十年代诞生的晶闸管（或者叫可控硅）就已经可以算是一种无触点开关元件，只要配上相应的外围控制电路就可以造出所谓的无触点开关来。而现在，这一类的元件就更多了，比如我接触过的GTO（门极可关断晶闸管）和IGBT（绝缘门极双极型晶体管）。十年前，我工作过的那家水泥厂还在建设时，订购的设备中就有用到这两种元件。GTO用在一台450KW的高压（6KV）电机变频控制系统中，IGBT用在一台好像是200KW的低压电机变频控制系统中。
虽然所有这些无触点开关元件相比机械开关来说，没有电弧的困扰，而且可以具有很高的开关速度，但同样也有不如机械开关的方面。
首先是成本。这些开关连同外围控制电路的价格比同规格的机械开关要贵很多——可能是几十数百倍。
其次是规格范围，由于制造工艺所限，目前暂时还无法制造出能在高电压等级，或大电流等级下工作的产品。即使随着制造工艺的进步，这两项指标也很难有大的突破。特别是就算能够造出相关的产品，其与同规格有触点开关相比，在大多数方面也没有什么优势。
最后是半导体元件的抗过载能力不如同规格的机械开关。比如瞬间的小幅度过压或过流对有触点开关来说基本上没有什么问题，但对于同规格的半导体开关元件来说，则很可能导致元件损坏甚至引发事故。关键应用中还是需要配合相应的电路和有触点开关作保护。
即使是在无触点开关优于机械开关的方面，同样也有问题。所有的无触点开关元件都不可避免在存在一定的通态压降，以通态压降较低的IGBT为例，也有1点几伏，在通过1KA的电流情况时，就相当于一只1点几KW的电炉在发热。更不用说通态电压高达几伏的MOSFET了。不考虑能源浪费的问题（因为这是不可避免的），散热是一个需要解决的大问题，过热会很快导致元件的损坏。
当然机械开关也有接触电阻，也会引起发热，但是通过改进制造工艺，可以将接触电阻降到很低的程度，而且几乎是全金属构造的机械开关（特指大电流开关，比如我曾经工作过的那家水泥厂里用的一台4KA的开关有近200公斤重）本身会具有较为良好的散热能力。
当然，这些年来，半导体开关元件及相关的技术都有很大的进步，但是像节目中所说的“取代传统开关”，既没有可能，也没有必要，更谈不上创新——在需要它的领域，它早就被用上了。
（还有续篇）
tags: 创新。
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