基于控制監(jiān)測器的全固態(tài)PDM發(fā)射機故障分析與維護

文丨林 錚

隨著半導體器件的發(fā)展，大功率場效應(yīng)管的出現(xiàn)，射頻功率合成技術(shù)的成熟和保護電路的不斷完善，全固態(tài)PDM發(fā)射機應(yīng)運而生。TS-03C全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機主要由高頻部分、低頻部分、電源部分、控制監(jiān)測器四部分構(gòu)成。

控制監(jiān)測器作為發(fā)射機的核心部分，它的基本任務(wù)是控制發(fā)射機正常運行，確保設(shè)備安全和人身安全。

1 控制監(jiān)測系統(tǒng)工作流程

TS-03C中波發(fā)射機的開機步驟為：合低壓電源開關(guān)；合主電源開關(guān)；合播出開關(guān)。

1.1 合低壓電源開關(guān)

外電正常送入后控制監(jiān)測器首先進行功放、機柜門、天線（或假負載）連接監(jiān)測。當功放聯(lián)鎖門（開關(guān)1）未合時，則-140V高壓開不上，同時，封鎖發(fā)射機輸出，且面板上“門開關(guān)1”亮紅燈LED指示；當機柜門（開關(guān)2）未合，面板“開關(guān)2”指示燈亮紅色，但-140V高壓仍能開上；當天線和假負載都未接上時，則面板上“外部聯(lián)鎖”亮紅燈指示；發(fā)射機均不能正常工作。只有當“開關(guān)門1”、“開關(guān)門2”、“外部聯(lián)鎖”指示燈均為綠色時，發(fā)射機才能正常工作。

合“低壓電源”開關(guān)若低壓整流模塊工作正常控制面板上的+24V、+18V、+12V、-18V指示燈為綠色。當+24V、+18V、+12V、-18V某一絕對值低于門限值，則表示低壓異常，對應(yīng)的紅色燈亮。如果低壓不正常，則發(fā)射機開不出。

1.2 合主電源開關(guān)

由相鄰兩相（380V）線電壓采樣，用以檢測交流電源（AC）是否在380（1±15%）V之內(nèi)，在此之內(nèi)，控制面板上綠燈亮（表示正常），若檢測時發(fā)現(xiàn)超過380（1±15%）V，則交流報警，“交流380V”電壓指示燈為紅色（面板上報警，同時向機房報警）且只有當交流電源回落到380（1±15%）V之內(nèi)，檢測確定后，才算交流電源正常（指示燈轉(zhuǎn)綠燈）。

在沒有外電越限、低壓越限且功放及主機門聯(lián)鎖正常的情況下，主整電源控制禁止門打開，啟動兩個交流接觸器（K1、K2），主整電源分兩步接通。第一步：閉合K1提供信號給風扇電源，啟動風扇。第二步：閉合K2產(chǎn)生兩個低電平信號（一個低電平送到控制監(jiān)測器A19、B15端：由A19解除主電源報警禁止同時打開主機故障禁止門，由B15解除高頻推動檢測禁止同時啟動了禁止調(diào)制推動器主備交換電路。另一個低電平送到兩個中間放大器小盒，用于解除激勵封鎖。）若兩個低電平信號中任意一個為高電平則對應(yīng)的禁止調(diào)制推動器、禁止中放小盒電路啟動。

主整電源接通后，主電源監(jiān)測電路開始工作，主電源-140VDC正常，控制面板上的“主電源”指示燈為綠色，監(jiān)測電路輸出高電平（H）；同時中間放大器開始工作（中放電源-132VDC由主電源提供），若中放正常，則中放使能信號為高電平。在這兩個都是高電平（缺一不可）后，點亮面板上的“準備”綠燈。

1.3 合播出開關(guān)

合“播出”開關(guān)，監(jiān)控電路就會提供一個“調(diào)制推動控制”高電平信號，到調(diào)制推動控制電路，解除對調(diào)制推動器主、備兩小盒的禁止，此時，兩個調(diào)制推動小盒均有檢測小號到推動器的主、備交換控制電路，若兩小盒都正常，則主、備交換控制繼電器的主用繼電器接通，若主用小盒不正常，則備用繼電器接通，輸出的調(diào)寬脈沖送到4個調(diào)制/功放小盒，控制面板上的“準備”燈熄滅，點亮“播出”綠燈。

當主、備調(diào)制推動器都故障時，“調(diào)制推動使能”信號為低電平；正向輸出功率不正常（正常全功率3KW，低功率1.5KW）即全功率低于1KW，低功率低于0.5KW時“正向功率正?！毙盘栆矠榈碗娖?。只要兩者任意一個為低電平使故障封鎖電路均輸出“主機故障”封鎖信號，封鎖主機輸出，“播出”綠指示燈閃爍，提示此時已發(fā)生了主機故障封鎖。

2 基于控制監(jiān)測器的故障分析實例

2.1 故障現(xiàn)象

開主電源，發(fā)射機不上電?？刂票O(jiān)測器面板上主電源燈不亮，380V交流電源指示燈為紅色，同時封鎖主電源控制電路。

2.2 應(yīng)急處理

甩開控制監(jiān)測器模塊后開主電源，發(fā)射機正常工作。

2.3 故障查找與分析

根據(jù)故障現(xiàn)象及應(yīng)急處理的結(jié)果可以大致判斷故障可能出在控制監(jiān)測器模塊中的主電源控制電路或三相交流采樣電路中。

經(jīng)分析交流配電模塊中的TXB1-1端用于控制開主電源并與控制監(jiān)測器模塊的A27端（主電源啟動控制）相連，在正常工作情況下A27端口應(yīng)為低電平→U108（U108是由1412構(gòu)成的反相器）的12、13腳也應(yīng)低電平，則它的輸入4、5腳就要為高電平→U 120B（ U 120B是由4073構(gòu)成的三3輸入的與門電路）的6腳輸出應(yīng)為高電平，則它的三個輸入端3、4、5腳都應(yīng)為高電平→U120C（U 120C與U120B共同集成在4073上）的10腳輸出為高電平，則它的三個輸入端11，12、13腳的輸入也應(yīng)為高電平→U120C的11腳外接兩路信號：一路連到U111的3腳輸出給交流指示電路，與該故障無關(guān)；另一路連接到U116A（4081，四2輸入與門電路）的3腳也為高電平，則對應(yīng)的1、2腳輸入都應(yīng)為高電平→三相交流電源控制電路。如圖1所示。

圖1

三相交流電源控制電路是由三相交流電 源采樣電路和監(jiān)測電路構(gòu)成。如圖2所示。

圖2

U116A的1、2腳分別接到U101A的2腳和U101C的14腳。U101A和U101C共同集成在低功耗電壓比較強LM339上與其外圍電路共同構(gòu)成了反饋通路具有方向性的遲滯電壓比較器。其中U101A 用于上限監(jiān)測，同相端(5腳）參考電壓設(shè)為6.9V；U101C用于下限監(jiān)測，反相端（8腳）參考電壓設(shè)為5.1V。

（注：理論上U101A 的2腳為15V，4腳為6V，5腳為6.9V。U101AC的8腳為5.1V，9腳為5V，14腳為15V。）

交流380電壓經(jīng)三相電源采樣電路后輸出9V的直流電壓，供給A22、A23、A24經(jīng)隔離二極管D101、D102、D103供給LM339電壓比較器（即U101A的4腳和U101C的8腳）。如圖3所示。

2.4 故障維修

實際檢測A27端電壓為15V（高電平，工作不正常）。

U108的9腳的供電電壓+24V（正常），4腳、5腳為0V（低電平），12和13腳為15V（高電平）。由此判斷U108芯片正常，故障應(yīng)出在給其提供輸入信號的4腳和5腳上。

U108的4腳和5腳與U120B的6腳相連實際檢測U120B的3、4腳為15V（高電平），5腳為0V（低電平）?？梢耘袛郩120B正常，是U120B的5腳輸入信號出故障。

U120B的5腳與U120C的10腳相連。實際檢測的U120C的10腳輸出為0V（低電平），11腳輸入為0V（低電平），12、13腳的輸入均為15V（高電平）。據(jù)此判斷U120C正常，故障應(yīng)出在U120C的11腳輸入信號上。

U120C的11腳的連接到U116A。實際測得U116A的3腳輸出為0V（低電平），1腳的輸入為15V（高電平），2腳的輸入為0V（低電平），據(jù)此判斷U116A正常。故障出在U116A的1、2腳的輸入信號上。

U116A的1、2腳與三相交流電源采樣及監(jiān)測電路相連。實際測得U101A的2腳為15V，4腳為0V，5腳為15V。U101AC的8腳為5.3V，9腳為0V，14腳為0V。與上述理論值相比可推測故障可能在LM339。

故障處理：首先拔除LM339開主電源試機，播出正常。懷疑LM339故障，更換LM339后開主電源試機，仍出現(xiàn)原故障現(xiàn)象，說明LM339正常。將整個控制監(jiān)測器模塊移到正常的發(fā)射機上試機，播出正常。

再測得A22、A23、A24端均為0V，說明故障是出在給控制監(jiān)測器模塊的A22、A23、A24端提供9V直流電壓的三相交流采樣電路上。

故障處理：由于交流采樣電路三相輸入端ab、bc、ca并聯(lián)。首先將輸入的三相各斷開一腳，測得T1、T3變壓器（ab、ca端）380v供電正常，T2（bc端）輸入為0v，說明T2初級開路。更換變壓器T2及其對應(yīng)的保險絲后試機，發(fā)射機正常工作，故障成功排除。

3 小 結(jié)

圖3

在值機或維護過程中若發(fā)現(xiàn)發(fā)射機故障報警，應(yīng)首先觀察控制檢測器的故障現(xiàn)象進而判斷故障發(fā)生的大體模塊，然后就故障進行詳細的分析找出確切的

故障位置加以排除。從而確保發(fā)射機優(yōu)質(zhì)安全播出。

[1] 張丕灶.全固態(tài)PDM中波發(fā)射系統(tǒng)原理與維護[M].北京：中國廣播電視出版社，1999.145-146.

[2] 張丕灶.全固態(tài)脈寬調(diào)制中波發(fā)射機[M].廈門大學出版社，2005.88-90.

[3] 上海明珠廣播電視科技有限公司.TS-03C 3kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機技術(shù)說明書[M]，2003.18-24，附錄：電原理圖SBL5.908.000DL.

[4] 郭先斌.TS-03C 控制鑒測器的邏輯控制及其故障的應(yīng)急處理[J].東南傳播，2008（10)：161-163.