数字广播发射机电源原理及维护.doc

数字广播发射机电源原理及维护随着广播事业的迅速发展，中波广播发射机已逐步向全固态数字化发展。其具有“三高”，即高效率，高质量，高稳定。“三化”，数字化，固态化，自动化的特点。目前新型的数字调幅广播发射机DAM（DIGITAL AMPLITUDE MODULATION），简称DAM机，已经取代了传统的电子管板极调幅广播发射机。我台自2001将原有的电子管发射机全部淘汰，取尔代之的是全新的DAM机。包括陕西数字广播公司（原762厂）的两台AM103S5,上海明珠广播电视科技有限公司的TSD25G型1台,陕西海纳广播通讯设备有限公司的DM50A两台。这些设备,功率等级各不相同,但其电路与美国哈里斯公司的DX系列DAM机大同小异。DAM机在我台的两年运行过程中充分体现了其优点，但也出现了一些故障和问题。这些问题大多数与电源系统有着密切的联系。有的是因为工艺方面的原因，有的和原器件性能与质量有着直接关系。现就DAM机的电源系统原理和维护以及发生的常见故障做一下分析。 DAM机的电源系统分为高压和低压两部分，高压即主整电源230伏和115伏，为末级和推动级功放模块供电。低压电源给设备的其它部位供电，主要是各个电路板。无论高压还是低压在其原理以及结构上和传统的电源大同小异。 DAM机的主整电源分为主体电路和辅助电路两部分。主体电路包括进线，变压，整流，滤波。辅助电路包括取样和泄放电路等。由于DAM机的末级采用的是功率合成技术，用的是IRFP350的场效应管。工作电压230伏。主整电源有低电压大电流的特点。传统的电子管发射机主整电压少则数千伏，高则上万伏。从这一方面来讲，DAM机大大降低了对耐压的要求。减少了因绝缘问题而造成的故障率。而DAM机主整电源根据功率等级的不同，电流少则几十安，高则数百安培。所以对工艺方面有着特殊的要求。 DAM机进线采用三相四线制380伏。十二相整流，由两个交流接触器K1和K2控制。其纹波600HZ，较之以前的电源滤波电路大大的简化，提高了滤波效果。 DAM机主整电源的辅助电路包括保险取样板和电源泄放电路。230伏和115伏经过滤波后送到保险取样板。经过若干个保险分别送到末级和推动级功放，其取样电路为显示板、推动电源调整器和模拟输入板采集取样信号。保险取样板采集的主整电压和电流信号首先经过显示板送到开关电表板，做为主整电压和电流的指示。提供的电压信号送到显示板后，经过比较和检测电路产生主整过压和主整电源故障信号，给出显示，并送到控制板，做为一类故障信号。提供的电流信号经过检测电路后输出主整过流故障信号，为二类故障信号。主整电源采集的电压信号送到推动电源调整器，作为因外电变化而引起的推动不稳定的补偿信号。推动电源调整器的工作原理将在下文中做介绍。采集的主整电压信号还送到模拟输入板，用来补偿主整电压230伏的变化，因在调制信号动态范围较大时或外电变化时，有可能导致230伏的为变化，从而引起输出功率的变化，并产生附加调制噪声。DAM机的主整电源泄放电路是主整电源的不可缺少的组成部分，用于保护人身的安全。其通过主整交流接触器K1和K2的常闭辅助接点提供泄放电子开关的控制信号。不同的机型采用的电子开关也不同，AM103S5采用的是可控硅KP200A1KV，DM50A用的是5支IRFP350，分别接泄放电阻。DAM机主整电源的主要问题在于其大电流，由于主整馈电线路的损耗原因，会造成一定的电压降，造成一定的载波跌落，高调制正峰平头以及非对称梯调能力的下降，表（一）为我台DM50A型在不同的功率等级和不同的调制度的电压电流变化情况。表（一）的测量是在外电380V时测量的,在载波50KW时送100%调制度，送的信号为1000HZ，如果在高频率如7000HZ的时候，在100%调制的时候主整电流可达360安培。功率（KW）主整电压（V）主整电流（A）2.52423810237602523313050M=023025550M=100%224335 表（一） 由于DAM机的主整电源的特点，就要求我们在日常的维护过程中特别要注意大电流部分的端子，要经常的检查温升，经常的紧固。要保持外电的波动在正常的范围之内。要保持通风散热良好。 主整电源发生的故障多是因为工艺或者是元器件的质量和性能造成的。我台的两部AM103S5机在工作了一段时间之后，主整电源都发生了故障，经查是整流器GGZ100A230V质量不过关造成的，把它更换为湖北襄樊仪表元件厂生产的55100005059后，工作稳定可靠。主整电源的过载一般是因为负载严重的失调和过障造成的。我台的一部DM50A机在工作没多少时间就推动故障，经检查保险取样板的推动电源32A保险已经熔断，主整泄放电路中的IRFP350和10的泄放电阻全部烧坏。经查发现该机的推动合成母板因工艺的缘故造成短路，从而导致推动电源保险熔断，而推动故障为二类故障，使主整交流接触器频繁的合断，泄放电路频繁的工作至致损坏。更换新的推动合成母板，并对安装做细微调整，恢复泄放电路，该机重新投入工作，推动电源工作稳定可靠。另外不可忽视主整交流接触器的工作可靠性,要经常检查其线包和触点。否则会造成设备的不稳定，如我台的一部DM50A机，主整电源的交流接触器K2的主触头因接触不良而烧坏，同时因严重变形而使辅助接点不能正常的闭合，造成主整缺相和控制故障。更换新的交流接触器后工作正常。 DAM机的推动电源115V也是来自主整。发射机正常工作时由于末级功放所需的推动信号应控制在严格的范围之内，就要求推动级随着负载和电源变化而输出也随着变化。这样射频推动级要有一个“自动增益控制”的电路，此电路是由推动电源调整器来完成的。该电路是由来自保险取样板的主整电压和射频推动分配器的射频取样信号作为自动补偿信号，调整推动级的一个功放模块的电压，推动电源调整器输出的电压分两部分给该功放模块的A和B两臂，A臂的电压正常时在40和60V之间，B臂为0V，在正常的情况下使之工作在闭环状态下。推动电源调整器如果工作不正常，可能会造成过激和欠激故障。当然在大功率机器中推动级还有一个备用的模块，在欠激时自动投入工作，这样就更能保正推动信号的稳定。DAM机的低压电源部分是由一个公共的低压整流供给的，图（一）为低压整流器简图。以AM103S5机为例，低压整流分别提供+/-8VDC，+/-22VDC，+30VDC，+60VDC和一个24VAC。+/-8VDC主要供给各电路板的+/-5V稳压电源，+/-22V主要供给各电路板+/-15稳压电源，+30V作为联锁控制电压，缓冲级电压和二进制功放模块电压。+60V为预推动级功放电压。24VAC为K1，K2，K3和K4提供线包电压。表（二）为各电路板的电压输入情况。*为某电路中含有对应的电压。图（一）+8V-8V+22V-22V+30V+60V直流稳压器A30*控制板A38*A/D转换板A34*模拟输入板A35*输出监测板A27*对外接口板A28*振荡器A17*推动合成母板A14*风接点*K1 K2* 表（二）低压电源送入到各个电路板要经过稳压，大部分电路板还有电源故障检测，每个电路板用的稳压电路差别不大，首先是输入保护，大多接有熔断保险丝管，经过稳压后输出，输出端常接有保护用的稳压二极管。大多数电路板把稳压电源检测结果做为该板工作是否正常的标准。稳压电路有三种，分别是稳压集成块UC3834，三端稳压器和稳压二极管。其中UC3834在DAM机中多个电路板中使用，它既可作为“正”电源也可作为“负”电源使用。为了提高输出电流，增强带载能力，可以外接大功率的晶体管。UC3834的内部有保护电路和故障监测电路，故障监测电路为显示板提供故障报警信号。-8V，+30V，+60V送到推动合成板，-8V经过稳压后，作为预推动和推动级的控制信号。+30V作为缓冲级的电压，+60V作为预推动的功放电压。以下是AM103S5每个电路板的电源工作情况。1. 振荡器A17，输入电压为+22V，稳压用的是三端稳压器，提供+15VDC，供给压控振荡器和鉴相器电路等，+12V给温补晶振供电。+5VDC，+9VDC，+12VDC都是利用稳压二极管稳压后输出的。2. 输出监测板A27,输入为+/-8V,用UC3834和外接串联调整管V6作为稳压,UC3834有故障报警信号提供给显示板A32,为一类故障信号.3. 模拟输入板A35,输入电压为+/-22V, 用UC3834和外接串联调整管稳压,输出+/-15V和+5V,故障报警信号给显示板A32作为四类故障信号。4. A/D转换板A34，输入电压为+/-22V和+8V，稳压输出+/-15V和+5V，本电路板由专门的电源故障检测电路，故障报警信号送到显示板A32作为四类故障信号。5. 直流稳压器A30，输入为+/-8V,输出B+为+5V和B-，B+为调制编码板所有集成电路供电，B-为所有的末级功放提供开通偏置电压。B-的电压受音频信号的控制，用于末级功放模块开关时间的补偿,用来消除包络的“尖峰”和“缺口”。B-在调制时的变化范围在-2V和-6V之间。6. 控制板A38，输入电压为+/-22V和+/-8V，+/-22V和+/-8V经扩展电阻送到开关电表板，作为低压电源的指示。控制板有四套电源供电，+5V为本电路所有逻辑电路供电，+/-15V为模拟检测电路供电，还有一套+5V备用电源，其作用是在整机电源或者外部电源供电故障时，或者发射机关闭时，备用电源保证锁存器，计数器等的供电，使这些数据不致丢失。这四套电源同时还为显示板供电。其稳压电路采用UC3834和外接串联调整管。+/-15V和+5V的故障检测信号连在一起，作为供电故障信号。供电故障信号送到模拟输入板A35作为数据清除低电平，送到功率控制逻辑电路，禁止功率转换。送到开机控制逻辑的单稳态电路，控制开关机。送到显示板的复位电路，产生一个复位B信号。7. +30V供给联锁控制，+8V供给风良好控制。我台的DAM机在两年的工作中，各电路板的故障几乎和电源都有关系，大都是因为制作工艺的缘故。工艺方面主要是有些稳压器部分的散热不良或者虚焊造成的。如我台的一部AM103S5发射机开低压后面板无指示。经查是因为低压变压器输出的一个端子虚焊，重新焊接后仍不正常，又检查控制板发现+15V无，稳压输入端的保险丝管熔断，稳压输出端的稳压二极管已经短路。更换稳压管和保险管，重新开机正常；我台一部DM50A在关机后短时间内可以重新开机，但时间长了之后开机马上保护，并指示B+故障。由故障现象可以推测不能开机可能同直流稳压器电路板的温度有一关系，经过检查发现其中的一个B+电源稳压集成块外接的晶体管的一支管脚与电路板焊接处有很细的裂纹，在关机后，马上开机没有问题，但是时间长了，管子冷却下来，管脚处的裂纹就会加大，从而使B+电源无输出。在对该电路板处理后故障消失。另外，有些设备的稳压器散热不良，如DM50A，由于有些电路板的稳压电路在低压闭合的情况下一直工作，如控制板稳压电路中的三个外接晶体管。由于其散热器太小，晶体管的管脚与电路板焊接处已经烧的严重变色，我们及时的更换大的散热器，上述现象