DAM-10KW全固态中波发射机“欠激励”故障分析

1、DAM-10KW中波发射机“欠激励”故障检测电路原理与分析摘要：DAM-10KW全固态中波发射机“欠激励”故障检测电路不仅实现了对发射机“欠激励”故障的快速检测和处理，避免了发射机长时间“欠激励”故障运行对相关元器件的严重损害，还可有效避免一些偶发性的“欠激励”故障导致发射机停播情况的发生，这对发射机的安全运行起着至关重要的作用。本人根据多年来维护DAM-10KW全固态中波发射机的工作经验，对发射机“欠激励”故障检测电路工作原理进行了详尽的分析，供大家处理相关故障时参考。关键词：欠激励 二类故障 关机保护 单稳态触发器 1 引言：DAM-10KW全固态中波发射机具有完备的故障自检和保护功能，根

2、据各类故障对发射机安全构成的危害程度不同，将各类故障分为七个类型。其中一类故障属于最严重的发射机故障，会对发射机的安全运行带来极大地损害，当发射机出现一类故障时，相应的检测电路将立即对发射机进行关机保护。“欠激励”故障属于发射机二类故障的范畴，当发射机出现“欠激励”故障时，相关检测电路将先执行一次关机，并在关机后的2.4秒再次试探性开机，若依然检出“欠激励”故障，则说明引起“欠激励”的原因不是偶然因素，发射机将立即把重复的“欠激励”故障转为一类故障，并彻底关机，同时给出相应的故障红灯指示。2 “欠激励”故障检测电路的重要作用：为提高发射机工作效率，DAM全固态发射机的功放模块均工作于丁类开关状

3、态，以DAM-10KW发射机功放模块中的IRF350场效应管为例，栅极激励电压在2025VP-P范围时场效应管都能工作，最佳值为23VP-P，当栅极激励电压低于20VP-P时，称为“欠激励”状态。当发射机出现“欠激励”情况时，会造成功放模块中的场效应管饱和深度不足甚至退出饱和状态，从而引起场效应管管耗急剧增加，严重时烧毁大量的场效应管。鉴于发射机“欠激励”运行的巨大危害，DAM-10KW发射机设计了完备的“欠激励”故障检测电路，当发射机出现激励电平不足的情况时，“欠激励”故障检测电路能立即对发射机进行关机保护，有效预防场效应管“欠激励”运行时间过长，而造成场效应管大面积损坏情况的发生。同时2.

4、4秒后发射机将再次试探性开机，避免一些偶发性的“欠激励”故障导致发射机长时间停播情况的发生。因发射机“欠激励”故障牵扯电路较多，检测处理和显示电路相对复杂，根据发射机高频激励放大和检测处理流程，下面我们先对发射机高频激励放大链路工作原理进行简单介绍。3 DAM-10KW发射机高频激励放大链路工作原理：发射机高频激励放大链路共涉及发射机恒温晶体振荡器、射频激励板、缓冲放大板、前置驱动板、驱动放大板、驱动电源调整板、驱动合成母板和驱动分配板等八块电路板，其电路方框图如图一所示，由图可以看出高频激励放大链路中的任何一个电路板出现故障，均会导致发射机高频激励电平出现异常，引起发射机出现“欠激励”故障。

5、图一 DAM-10KW发射机高频激励链路原理图首先，恒温晶体振荡器产生一个4.608MHz的标准振荡信号至射频激励板，经射频激励板分频、放大处理后，输出幅度为4.5VP-P，频率为发射机载频的方波信号。此信号经缓冲放大板、前置驱动板、驱动放大板逐级放大，并经驱动电源调整板自动调整，驱动合成母板合成后，最后由驱动分配板输出96路幅度为23VP-P的高频激励信号，作为发射机48块功放模块的输入信号进行最后的放大。同时，驱动分配板还送出一路高频激励取样信号至发射机监测显示板的“欠激励”故障检测电路，实现对发射机高频激励电平的实时检测和处理。从图一我们可以看出，发射机高频激励放大链路其实就是一个对高频

6、小信号进行逐级放大的过程，并由驱动电源调整板对激励信号电平进行自动调整，使其达到最佳的水平。其中，发射机“欠激励”故障检测电路作为最后的控制环节，完成对高频激励信号电平的实时检测和故障处理过程。4 “欠激励”故障检测电路原理分析：根据各部分电路工作性质的不同，DAM-10KW发射机“欠激励”故障检测电路可分为“欠激励”信号取样和比较电路、一次“欠激励”关机保护电路、两次“欠激励”关机保护电路和“欠激励”故障显示四大部分，详细电路如图二所示：图二 “欠激励”故障检测电路原理图4.1 “欠激励”信号取样和比较电路从驱动分配板送来的30VP-P高频激励信号由X2-9和X2-10端子送至高频变压器T1

7、的初级，T1初次级匝比为9:7，T1次级取样信号电平约为23VP-P（307/923），此取样信号经VD9、C42整流滤波后，送至“欠激励”检测比较器N28A-6（LM339）的反相端，作为发射机高频激励电压取样信号，N28A-7同相端的门限电压由+15V经R92、R93分压供给。当发射机高频激励电压正常时，N28A-6脚反相端电压大于同相端7脚的门限电平，N28A-1脚输出低电平，发射机正常工作。若N28A-6反相端取样电平小于同相端7脚的门限电平，则“欠激励”检测比较器N28A就认为发射机出现了“欠激励”故障，同时N28A-1脚输出高电平的“欠激励”故障信号。4.2 一次“欠激励”关机保护

8、电路当N28A比较器检测到“欠激励”故障，输出一个高电平的“欠激励”故障信号后，该信号的上升沿触发单稳态触发器N30B（74HC423）,N30B由稳态翻转成暂态，其Q端输出持续时间为2.4秒（值由RC元件R104、C46决定）的暂态高电平,该2.4秒的高电平脉冲信号送至或门N39A的1脚（N39A的2脚为发射机“过流”二类故障输入脚，正常时为低电平）。从而导致N39A-3脚输出一个2.4秒的“欠激励”故障高电平信号，此信号通过X8-33端子送至发射机控制板，发射机立即关机。2.4秒高电平过后，N30B恢复稳态，N30B的Q端由暂态高电平恢复为稳态低电平，此低电平信号送至或门N39A-1脚，相

9、应的N39A-3脚输出也由高电平翻转成低电平，X8-33端子输出正常的低电平信号，发射机自动开机。4.3 两次欠激励关机保护电路当发射机出现第一次“欠激励”故障时，N30B单稳态触发器Q端输出的2.4秒暂态高电平信号还送至N33A（二类转一类检测与门）的1脚,但因此时单稳态触发器N30B的端处于暂态低电平状态，N31B单稳态触发器未被触发，故N31B的Q端保持为稳态低电平，所以N33A（二类转一类检测与门）2脚在此期间也为低电平，与门N33A-3脚输出低电平，不产生二类转一类故障关机高电平信号。2.4秒后，发射机自动开机，N30B单稳态触发器Q端由暂态高电平恢复为稳态低电平，端也由暂态低电平翻

10、转为稳态高电平，该高电平信号上升沿触发N31B单稳态触发器B输入端，使得N31B的Q端翻转成2.4秒的暂态高电平，并送至N33A-2脚。若发射机在N33A-2脚保持2.4秒高电平的期间，再次检测到“欠激励”故障，则N30B单稳态触发器又一次被触发，其Q端再次翻转为2.4秒的暂态高电平，该高电平信号送至N33A（二类转一类检测与门）的1脚，从而导致N33A的1脚和2脚均为高电平，N33A-3脚立即输出高电平的二类转一类故障关机信号，并经X8-31端子送至控制板，此信号被控制板开关机逻辑电路锁存，发射机彻底关机，完成重复的“欠激励”故障转一类故障的关机过程。4.4 “欠激励”故障显示电路4.4.1

11、 一次“欠激励”故障显示当发射机出现一次“欠激励”故障时，“欠激励”检测比较器N28A-1脚输出的高电平“欠激励”故障信号触发单稳态触发器N30B，其端输出2.4秒暂态低电平到N40B（显示与门）的5脚，导致N40B-6脚输出2.4秒低电平，并经反相器N38B翻转后输出2.4秒高电平，将VDS11“欠激励”指示红灯点亮2.4秒。在此期间，因单稳态触发器N30B的端是2.4秒低电平，无法触发第二个单稳态触发器N31B，故N31B处于稳态状态，其Q端输出2.4秒稳态低电平到或非门N37B的5脚，N37B的6脚是二次“欠激励”故障显示锁存器N36B的Q端输出，因一次“欠激励”不触发N36B的时钟端，

12、故其Q端输出低电平，或非门N37B的6脚也为低电平，从而使N37B-4脚输出2.4秒高电平，并点亮VDS11“欠激励”显示绿灯2.4秒。因一次“欠激励”期间VDS11红、绿灯都点亮2.4秒，所以当发射机出现一次“欠激励”故障时，“欠激励”故障显示为红、绿两种颜色的混色黄色。4.4.2 二次“欠激励”故障显示当2.4秒后发射机重新自动开机期间，又检出第二次“欠激励”故障信号，与门N33A在给控制板送出彻底关机高电平信号的同时，还送出另一路高电平信号到与门N34A的1脚，N34A-2脚为复位脚，当显示板上故障复位按钮未按下时为高电平，故N34A-3脚输出高电平信号，其上升沿触发锁存器N36B的时钟

13、端，其Q端输出高电平到或非门N37B的6脚，导致N37B-4脚输出低电平，VDS11绿灯熄灭。与此同时，锁存器N36B的端还输出低电平信号到与门N40B的4脚，N40B-6脚输出低电平，经反相器N38B翻转后输出高电平，“欠激励”故障显示VDS11红灯亮。5.小结通过以上分析，我们可以看出，当发射机第一次出现“欠激励”故障时，“欠激励”故障红、绿灯均被点亮，发射机给出黄灯提示并关机一次，2.4秒后发射机重新开机，若再无“欠激励”故障被检出，则故障红灯熄灭，故障指示由黄变绿，发射机进入正常工作状态。如果发射机再次检出“欠激励”故障，则说明引起“欠激励”的原因依旧存在，不是偶然因素，发射机立刻将重复的“欠激励”故障转化为一类故障并彻底关机，提醒技术人员必须人工排除故障后才能重新开机。根据多年来维护DAM-10KW发射机的经验，一般情况下发射机出现“欠激励”故障时，“欠激励”故障检测电路出现故障的几率非常小，绝大多数情况都是由于发射机高频激励放大链路中的射频激励板、缓冲放大板、前置驱动板、驱动放大板、驱动电源调整板出现故障所致。但由于发射机出现“欠激励”故障时，发射机将执行关机保护，技术人员无法对上述相关电路的输出激励电平进行测量，从