整流柜常見故障原理分析和快速處理

陳斌

【摘要】本文針對(duì)DX發(fā)射機(jī)PB整流柜一些常見故障進(jìn)行歸納總結(jié)，并提出處理方法和改進(jìn)措施。針對(duì)PS控制板U9進(jìn)行原理分析該電路所產(chǎn)生的過流故障往往容易被人忽視，提出建議和改進(jìn)意見。不當(dāng)之處，希望大家能批評(píng)指正。

【關(guān)鍵詞】整流柜;相序繼電器;基準(zhǔn)電平;DAC08、快達(dá)固態(tài)繼電器

1.前言

整流柜是給PB單元提供工作電源的能源供給裝置。如果它出了問題，則會(huì)發(fā)生電源故障。在DX發(fā)射機(jī)故障分類中，屬于第一類故障。這將導(dǎo)致發(fā)射機(jī)直接關(guān)機(jī)或無法開機(jī)，因此必須進(jìn)行正確地處理才能正常播出。不僅要在維護(hù)和檢修中要格外細(xì)心，而且要對(duì)其關(guān)鍵元器件的工作原理和引發(fā)故障現(xiàn)象十分熟悉。只有這樣才能大大縮短處理故障時(shí)間，保障安全播出。

2.整流柜相序檢測(cè)類故障

整流柜的K7相序檢測(cè)器和點(diǎn)火板都具有缺相、相序保護(hù)功能。它們分別檢測(cè)3相380VAC和3相205VAC（見圖1）。

2.1 K7相序檢測(cè)器

監(jiān)相器K7的作用：對(duì)從低壓配電盤送來的三相380VAC進(jìn)行相序檢測(cè)，如果其中發(fā)生：（1）輸入電壓低于設(shè)定值（一般設(shè)在370VAC左右）;（2）某一相缺相時(shí);（3）當(dāng)三相電源相序相反時(shí)。（保證發(fā)射機(jī)冷卻風(fēng)扇正轉(zhuǎn)）。

則K7就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交流故障低電平送到電源控制板J3-3和J3-4。

K7故障現(xiàn)象：A02機(jī)PB1出現(xiàn)AC MAIN故障。

故障處理：打開該整流柜機(jī)柜門，先用萬用表檢查交流電源正常，發(fā)現(xiàn)相序檢測(cè)器指示燈不亮。正常時(shí)該指示燈應(yīng)為綠色。調(diào)整整流柜K7門限，將K7-8、9調(diào)整到K7-11、12，并緊固觸點(diǎn)螺絲，重新恢復(fù)N-0播出。

故障分析：當(dāng)380VAC缺相、相序出錯(cuò)或者K7繼電器觸點(diǎn)接觸不良會(huì)造成整流柜DS6和PB的LED顯示板的DS14紅燈亮。

2.2 三相205VAC缺相檢測(cè)和節(jié)點(diǎn)設(shè)置

從圖2看出變壓器主交流故障和節(jié)點(diǎn)故障信號(hào)是并聯(lián)在一起接到Q5的柵極。發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起PS的LED顯示板DS4（變壓器主交流故障）紅燈亮，并甩掉故障PB。

電路分析：U16-6的基準(zhǔn)電壓為8V。調(diào)整R75，可以調(diào)節(jié)TP3的電壓。當(dāng)電壓比較器U3-13小于基準(zhǔn)電平，則U3-14輸出高電平，通過R76和CR9送到電壓比較器U1-13。提高了該管腳的電壓值。最后基準(zhǔn)電平VREF的值也升高。綜上可以看出，關(guān)機(jī)故障信號(hào)有兩種信號(hào)產(chǎn)生的。一路：通過調(diào)整R75可以動(dòng)態(tài)調(diào)整整流電源輸出。如果TP3的電壓值小于8VDC，U16-1會(huì)送出關(guān)機(jī)處理信號(hào)。另一路：從點(diǎn)火板來，如果3相205VAC故障，通過帶狀電纜J4-16送到Q5，使Q5截止，送出高電平關(guān)機(jī)故障信號(hào)。

節(jié)點(diǎn)保護(hù)原理：在主交流限定電壓的范圍內(nèi)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓。其效果相當(dāng)于負(fù)反饋，利用基準(zhǔn)電壓的輸出去控制基準(zhǔn)電壓。使得基準(zhǔn)電壓動(dòng)態(tài)范圍變小，使其電壓能穩(wěn)定。

基準(zhǔn)電壓的作用：由下圖可以看出：通過調(diào)節(jié)R104，來校正250VDC的電壓。如果VREF的值不準(zhǔn)的話，那么整個(gè)整流柜250VDC的輸出也不準(zhǔn)了（見圖3）。

采取的措施：建議可以通過調(diào)整R75使U16-7的管腳電壓盡量高，防止出現(xiàn)節(jié)電而出現(xiàn)主交流故障。

基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生（見圖4）：

DAC08芯片：

該電路的核心元件是DAC08，它是一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（D/A轉(zhuǎn)換器）。它的特點(diǎn)是輸出的模擬電量與輸入的數(shù)字量成正比。

DAC08的基本原理：

（△是DAC能輸出的最小電流值，稱為DAC 的單位量化電流，它等于D最低位（LSB）為1、其余各位均為0時(shí)的模擬輸出電流）。

轉(zhuǎn)換特性：

在PS控制板上，我們只使用其中的三位。（共八位，其它五位接低電平）圖示為輸入為3位二進(jìn)制數(shù)時(shí)的D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性。理想的D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性，應(yīng)是輸出模擬量與輸入數(shù)字量成正比（見圖5、圖6）。

圖5

上電路圖核心元件是DAC08和LM324A芯片。U9（DAC08）是一個(gè)并行8位高速輸入D/A轉(zhuǎn)換器;U1（LM324A）是運(yùn)算放大器。

DCA08高速輸入D/A轉(zhuǎn)換器分析：

求值，由上圖可知=12V/2=6V;和+12V。根據(jù)公式：

最小電流值：

發(fā)射機(jī)通電后，PS控制板接到PS-ENABLE指令后，逐漸由高電平變?yōu)榈碗娖?。三位二進(jìn)制共有8種狀態(tài)，初始狀態(tài)為“111”，開機(jī)后由“110”變化至“000”。

發(fā)射機(jī)待機(jī)時(shí)，8位二進(jìn)制位為“11100000”，即=128+64+32=224。

根據(jù)U1的“虛短”和“虛斷”特性，U1-13電壓應(yīng)為6VDC，則有以下關(guān)系式：

將發(fā)射機(jī)待機(jī)時(shí)，數(shù)據(jù)代入得：

發(fā)射機(jī)開機(jī)時(shí)，8位二進(jìn)制位為“00000000”，即，此時(shí)輸出最大。

我們知道發(fā)射機(jī)正常工作電壓為250VDC。三個(gè)二進(jìn)制有8個(gè)狀態(tài)，待機(jī)初始狀態(tài)是“111”，開機(jī)時(shí)從“110”漸變至“000”。這其中有7次變化?？梢酝茖?dǎo)出整流柜從0上升到250VDC共7個(gè)臺(tái)階，而且是按為一個(gè)臺(tái)階越變的。

對(duì)應(yīng)表如下：

狀態(tài) 工作電壓

111 5.743 0

110 6.464 35.7

101 7.192 71.4

100 7.924 107.1

011 8.633 142.8

010 9.375 178.5

001 9.864 214.2

000 10.11 249.9

C16電容作用：

VREF從5.74V～10.11V的變化完成了功放電源從0V～250V的變化。為了抑制在VREF變化過程中出現(xiàn)的過沖現(xiàn)象，R53電阻兩端還跨接了一個(gè)C16電容，使得VREF的上升變化曲線趨于平緩。C16的作用很重要。如果沒有這個(gè)電容或者損壞的話，VREF的上升變化曲線將變得陡峭。在開機(jī)瞬間就可能會(huì)出現(xiàn)過流故障。

電路工作分析：

正常工作時(shí)，發(fā)射機(jī)的工作電壓為250VDC。對(duì)于U9來說，此時(shí)U9-5、U9-6和U9-7的管腳電壓為高電平。（全0位）。U9-2腳輸出0.1211mA電流。U9（DAC08）是一個(gè)DA轉(zhuǎn)換器，如果Bit-1、Bit-2或Bit-3的通路出現(xiàn)開路（如插接不良，PB接口板送來錯(cuò)誤信號(hào)，反向器U7損壞情況等）時(shí)，機(jī)器此時(shí)輸出的電壓由于基準(zhǔn)電壓的改變而改變。將不是+250VDC輸出。但也正是基準(zhǔn)電壓發(fā)生改變，電源控制板上的主交流、過流、欠壓等檢測(cè)電路的閾值發(fā)生變化，該P(yáng)B不會(huì)出現(xiàn)主交流、過流、欠壓等故障現(xiàn)象。我認(rèn)為該電路設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)壓。對(duì)于DX200機(jī)來說，這樣設(shè)計(jì)十分巧妙，不會(huì)因?yàn)槿齻€(gè)二進(jìn)制位錯(cuò)誤，造成發(fā)射機(jī)的停播。但對(duì)于DX600來說，就存在隱患。由于升壓過程中電壓不一致，造成發(fā)射機(jī)阻隔零點(diǎn)高等一系列不良的影響。最近，A02機(jī)PB1開機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過流故障。我們之前查看以往的故障手冊(cè)，更換了該故障檢測(cè)電路上的元器件。故障依舊。我認(rèn)為它很可能是由于C16電器特性變壞有關(guān)。

3.溫度類故障

現(xiàn)在到了夏季，我臺(tái)機(jī)房舊中央空調(diào)制冷效果不是很理想。比較容易出現(xiàn)此類故障。整流柜中溫度故障有可控硅溫度故障（DS2紅燈亮）和阻流圈溫度故障（DS3紅燈亮）兩種。出現(xiàn)該故障一般有被測(cè)地方溫度過高和溫度開關(guān)失效。

快速處理：首先，查看PB的水流量表和發(fā)射機(jī)總流量表是否正常。接著，用紅外線測(cè)溫計(jì)測(cè)量溫度開關(guān)所在位置的溫度。（正?？煽毓璧臏囟葹?5攝氏度，250VDC銅排的溫度為39攝氏度）若溫度確實(shí)過高，應(yīng)適當(dāng)減低發(fā)射機(jī)功率并注意觀察溫度情況。如果水流量和溫度環(huán)境都正常，將電源控制板的J3-7、J3-8兩端子短路（可控硅溫度開關(guān)）和J3-9、J3-10兩端子短路（阻流圈溫度開關(guān)）。

4.繼電器故障

K3固態(tài)繼電器故障：

K3是光耦固態(tài)繼電器，在PSRC中是用來驅(qū)動(dòng)K1（步進(jìn)啟動(dòng)接觸器）、K2（運(yùn)行接觸器）和K5（風(fēng)機(jī)冷卻接觸器）。這三個(gè)交流接觸器都是三極常開交流空氣電磁式接觸器。在去年我臺(tái)將這三個(gè)更換為昆山國力真空式交流接觸器，維護(hù)中只要注意接點(diǎn)是否可靠、真空包是否漏氣就可以。

維護(hù)工作中，我們可能會(huì)認(rèn)為K3固態(tài)繼電器沒有機(jī)械零部件，可靠性高而被忽略。其實(shí)固態(tài)繼電器的負(fù)載能力與環(huán)境溫度明顯有關(guān)：溫度升高，負(fù)載能力將迅速下降。

圖7

最近，我臺(tái)A02機(jī)PB2和PB3都出現(xiàn)由于K3不吸合，造成PB無法開機(jī)的故障。

故障現(xiàn)象：三并機(jī)開機(jī)，PB3自動(dòng)甩PB，PS顯示板和PB顯示板無故障顯示。

故障處理：重新三并機(jī)，觀察PB3的電壓指示表沒有擺起，說明PB沒有工作電壓。聽PSRC3沒有繼電器吸合的聲音。判斷繼電器有問題。把PSRC3打開，拆下門上防護(hù)罩，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)K3-3電壓為11.9VDC正常，將K3-4接地。測(cè)量K3-1和K3-2之間電阻為無窮大。判斷K3損壞。予以更換。重新并機(jī)，正常。

故障分析：由于進(jìn)入夏季，機(jī)房環(huán)境溫度升高，導(dǎo)致K3損壞。

建議采取措施：將K3和K6繼電器納入PSRC檢修的重點(diǎn)。安裝適當(dāng)?shù)纳崞鳎赟SR與底板之間要均勻地涂上導(dǎo)熱硅脂，同時(shí)要保證兩者緊密接觸。

5.結(jié)論

綜上所述，做為一名機(jī)房維護(hù)人員，首先應(yīng)該熟悉故障的監(jiān)測(cè)及保護(hù)原理進(jìn)行深入分析。這對(duì)于對(duì)故障點(diǎn)及故障原因的正確判斷十分有利。