AV62功放的控制單元故障兩例與分析檢修

金 鵬

福建省廣播電視傳輸發(fā)射中心101臺(tái)，福建 福州 350001

AV62是泰克諾全固態(tài)1kW電視發(fā)射機(jī)上的功率放大模塊，一臺(tái)1kW的設(shè)備上都存在兩個(gè)AV62功放，一個(gè)負(fù)責(zé)圖像功率放大，一個(gè)負(fù)責(zé)伴音功率放大，在1kW發(fā)射機(jī)的播出使用過程中，故障多半數(shù)會(huì)集中在AV62功放上，現(xiàn)列舉兩例在實(shí)際維護(hù)工作中遇到的故障，解釋分析判斷故障的思路，以及解決故障的措施和方法。

故障一：設(shè)備無告警，直流開關(guān)電源無輸出

故障現(xiàn)象：在例行的每周二窗口檢修時(shí)間，檢修過程僅僅是對(duì)兩個(gè)功放模塊做了除塵保潔，功放恢復(fù)原位后，負(fù)責(zé)圖像通道的AV62在上電后出現(xiàn)了DC/DC 3.5kW直流開關(guān)電源無輸出，但設(shè)備無告警信號(hào)的故障。

故障分析：AV62是由功率放大通道，邏輯控制單元，DC/DC3.5kW直流開關(guān)電源三大塊組成的；AV62內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下方框圖圖1：

圖1 AV62功放內(nèi)部邏輯方框圖

在功率放大通道中，射頻經(jīng)過功率放大模塊A1、A2后，由三路分配器分三路各自給A3、A4、A5放大器放大，各自放大后經(jīng)過三路合成器合成后輸出，A1主要負(fù)責(zé)增益控制、相位控制，射頻功率沒放大，A2放大量是200W，A3、A4、A5各500W，整個(gè)AV62功放射頻輸入功率是10W，最大輸出1500W。

AV62控制單元的作用是為直流開關(guān)送出使能EN+高電平開啟信號(hào)，開啟DC/DC直流電源工作；為功率模塊A1提供功放模塊V-BIAS信號(hào)，以達(dá)到動(dòng)態(tài)控制輸出增益。AV62模塊內(nèi)設(shè)功放自我保護(hù)電路，在信號(hào)放大通道流經(jīng)的每一級(jí)都設(shè)置了不同參數(shù)的取樣傳感器電路，傳感器收集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電平，或與基準(zhǔn)參考電壓比較，或后級(jí)與前級(jí)比較，通過運(yùn)算放大器的電壓比較電路，工作狀態(tài)異常時(shí)，輸出告警信號(hào)，后續(xù)的告警處置電路先判斷故障性質(zhì)，當(dāng)設(shè)備存在惡性告警故障危及功放自身安全情況下，報(bào)警回路會(huì)送出BLOCK封鎖控制信號(hào)，或者功放內(nèi)部溫度到達(dá)許可的極限，或者反射功率太大，均能切斷使能EN+信號(hào)送出，導(dǎo)致3.5kW開關(guān)電源無輸出，開關(guān)電源得不到使能信號(hào)允許，電源無法開啟工作；這是電源不工作、會(huì)告警的一種情況；而3.5kW開關(guān)電源不工作、也無告警信號(hào)，只能是三個(gè)原因：

1）要么開關(guān)電源自身有問題；

2）要么是控制單元沒有將開啟開關(guān)電源的使能EN+信號(hào)送達(dá)；

3）要么是電源不工作，是有告警了，而告警指示信號(hào)因線箔腐蝕阻斷。

為了區(qū)分故障范圍，試著將數(shù)據(jù)線WF2拆卸后，如圖2，使用跳線，將GR7開關(guān)電源的P3接口的pin7與pin8短接、pin9與pin10腳短接，目的是給P3接口提供一個(gè)仿真的高電平使能EN+信號(hào)，以開啟開關(guān)電源工作，上電之前，將圖2中的幾個(gè)保險(xiǎn)管卸下，卸下的目的是，由于WF2被卸下，此時(shí)控制單元已經(jīng)被徹底甩掉了，開關(guān)電源失去控制單元保護(hù)電路的保護(hù)，萬一負(fù)載存在短路，會(huì)影響電源自身安全，引起故障擴(kuò)大。

圖2 短接法速判開關(guān)電源好壞

上電后測(cè)量DC/DC有32V輸出，說明開關(guān)電源沒有問題，故障可能是EN+信號(hào)沒送達(dá)開關(guān)電源，范圍縮小到控制單元與控制單元連接的14芯的數(shù)據(jù)線WF2。拆下14芯W(wǎng)F2數(shù)據(jù)線測(cè)量，一對(duì)一連通，只能繼續(xù)查控制單元使能EN+信號(hào)回路。恢復(fù)WF2連接，上電后的回路如下圖3：

圖3 控制單元輸出En+信號(hào)示意圖

經(jīng)測(cè)試，T3的“e”極有10伏的電壓，說明設(shè)備正常，T3才會(huì)導(dǎo)通，EN+信號(hào)有送達(dá)GR8控制單元的J2口pin8，第三種指示回路線路板銅箔斷的情況也不可能了，因?yàn)镋N+正常，設(shè)備狀態(tài)本身說明很正常，更不需要告警指示顯示報(bào)警了，那就很奇怪了，既然J2有使能EN+有效的信號(hào)，為什么送不到端口P3去？J2與P3唯一的通路就是數(shù)據(jù)線WF2了，難道數(shù)據(jù)線WF2存在問題？回頭再測(cè)量WF2的時(shí)候，重復(fù)折疊、拉直數(shù)據(jù)線動(dòng)作，發(fā)現(xiàn)存在有時(shí)不通現(xiàn)象。原來，回裝WF2連接開關(guān)電源與控制單元時(shí)，為了拐彎且平整的要求，扁平數(shù)據(jù)線平時(shí)都是折疊成直角平貼在內(nèi)壁上，檢修除塵時(shí)會(huì)拆卸拉伸平直，究其原因，可能與年久老化有關(guān)，除塵清潔的拆裝過程只是使線路開路的隱患加劇，數(shù)據(jù)線經(jīng)不起多次折疊，乃至加重了隱患促成了開路。查明原因后，更換數(shù)據(jù)線WF2后， 3.5KW開關(guān)電源開啟正常。

故障二：冷卻故障

故障現(xiàn)象：圖像AV62功放溫度指示燈亮，功率下降。

故障分析：溫度指示燈亮，應(yīng)重點(diǎn)查看感溫回路，以及溫控回路，冷卻負(fù)載。

溫控采用兩檔控制，開機(jī)后，常溫到極限溫度范圍內(nèi)，控制單元靠輸出V-BIAS控制電壓的大小調(diào)控A1的增益，溫度漸升時(shí)，V_BIAS電壓漸降，控制放大模塊A1輸出功率下降，內(nèi)部溫度達(dá)到平衡，A1輸出功率隨之平衡；冷卻系統(tǒng)失衡情況下，內(nèi)溫平衡不能持續(xù)保持，溫度馬上接近并升到極限承受溫度時(shí)，圖3的最大溫度支路的電壓比較器輸出高電平，帶動(dòng)T5導(dǎo)通，連鎖觸發(fā)T3截止，使能EN+信號(hào)回路被切斷，功放丟失去電源，功率就為0，就不是功率下降的故障了，因此故障二的現(xiàn)象只會(huì)是發(fā)生在常溫與極限溫度范圍內(nèi)的故障。

功放內(nèi)部通過溫度傳感器收集溫度狀態(tài)，四個(gè)熱敏電阻沿著散熱器緊貼內(nèi)壁安裝,數(shù)據(jù)通過扁平數(shù)據(jù)線WF3接口，再送到控制板上的風(fēng)扇冷卻控制系統(tǒng)，如圖4：

圖4 GR8控制單元冷卻風(fēng)扇回路輸出控制示意圖

風(fēng)扇的正端電源通過一組并聯(lián)的電阻接在+24V的輸入端，四個(gè)2.2Ω2W的電阻R197/R198/R219/R220并聯(lián)，風(fēng)扇的負(fù)端接在T1的漏極。初始狀態(tài)，設(shè)備上電后，溫度電阻采集到的電平不足以使IC22B運(yùn)放輸出高電平，MOS管T1柵極無觸發(fā)電平，T1截止，風(fēng)扇回路斷開，初始溫度不高的時(shí)候，風(fēng)扇是不會(huì)轉(zhuǎn)的；設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，功放工作產(chǎn)生熱量，溫度傳感器采集到的電平超過風(fēng)扇啟動(dòng)的參考電平時(shí)，運(yùn)放IC22B輸出高電平，T1柵極G高電平，漏極通過由R189/R190/R193/R194四個(gè)2.2Ω2W的電阻并聯(lián)下地，風(fēng)扇回路閉合，啟動(dòng)風(fēng)扇工作。

溫度傳感器亮紅燈，說明功放散熱已經(jīng)不好才會(huì)告警，要么風(fēng)扇不工作，要么風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致功放內(nèi)部升溫,溫度傳感器采集電壓上升,觸發(fā)指示電路指示溫度告警。風(fēng)扇不轉(zhuǎn)的原因有兩種情況：

1）放大模塊中風(fēng)機(jī)自身老化損壞；如電機(jī)線圈開路/短路、轉(zhuǎn)子軸承潤滑油少造成抱軸;

2）控制電路失控。

風(fēng)機(jī)自身原因的判斷很簡單：可以使用萬用表的直流電壓檔測(cè)量風(fēng)機(jī)的電源輸入端，U=24V時(shí)風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，則需更換新風(fēng)機(jī)。

控制電路失控的確認(rèn)方法是測(cè)量風(fēng)扇負(fù)載的兩端電壓，如果低于24V或沒有電壓，就要判斷MOS管T1的好壞，在路可用一個(gè)10k的電阻將+7V直接搭接在J7的MOS管T1的G級(jí)上，風(fēng)機(jī)工作，表明MOS管正常；不工作，MOS管壞需更換；MOS管都沒問題就要倒退查運(yùn)放IC22B，線路板TP4測(cè)試點(diǎn)是運(yùn)放的7V電壓，輸出不正常說明運(yùn)放有問題，應(yīng)更換運(yùn)放芯片；MOS管、運(yùn)放、風(fēng)扇均正常情況下，就應(yīng)該查輸入的測(cè)試電壓回路，溫感的電壓不正常，也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放不能輸出高電平。

風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降重點(diǎn)查輸入電壓是否24V，欠壓轉(zhuǎn)速會(huì)下降。

經(jīng)檢查后，確認(rèn)故障是由于J7的接線柱端子接觸不良，松動(dòng)后虛接造成G級(jí)電壓過不去，造成的原因可能是除塵時(shí)，拆卸板卡觸碰造成的松動(dòng)。擰緊J7的螺絲，緊固T1的接線腳?；謴?fù)播出，告警解除，功率明顯提升。

[1]BT03-1021KW UHF TV TRANSMITTER(用戶手冊(cè)).

[2]工程圖紙圖號(hào)-5323008010-ED.