論述PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊典型故障

賈曉芳

（國家新聞出版廣電總局七二五臺,山西晉中,030600）

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論述PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊典型故障

賈曉芳

（國家新聞出版廣電總局七二五臺,山西晉中,030600）

摘要：本文首先探討了PSM發(fā)射機功率開關(guān)板的基本工作原理，并對發(fā)射機功率開關(guān)模塊的典型故障進行分析，最后對PSM發(fā)射機開關(guān)模塊修復(fù)后的驗證方法進行總結(jié)，為PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊故障的檢測和處理提供資料參考。

關(guān)鍵詞：PSM發(fā)射機；功率開關(guān)模塊；典型故障

PSM發(fā)射機開關(guān)模塊的故障率很高，一旦發(fā)射機功率開關(guān)發(fā)生故障，不僅會導(dǎo)致發(fā)射機發(fā)射的信號受到干擾，帶有雜音，嚴(yán)重影響信號傳輸質(zhì)量。當(dāng)發(fā)射機發(fā)射信號出現(xiàn)雜音時，對PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊進行檢查，是雜音故障排除的首要方式。但PSM發(fā)射機功率開關(guān)故障的原因卻比較復(fù)雜，很難快速、高效的解決和排除。隨著人們對信號傳輸質(zhì)量要求不斷提高，如何降低發(fā)射機信號雜音，及時的發(fā)現(xiàn)并解決發(fā)射機功率開關(guān)模塊故障，顯然已經(jīng)成為PSM發(fā)射機使用和維修人員重點研究和實踐的課題。為了對PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊故障進行探究，有必要先對PSM發(fā)射機功率開關(guān)板的工作原理進行分析，并依此為基礎(chǔ)探討發(fā)射機功率開關(guān)模塊的幾種典型故障，提高PSM發(fā)射機功率開關(guān)的維修水平。

1　PSM發(fā)射機功率開關(guān)板的基本工作原理

PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊由三相全套整流器和濾波器、一只絕緣門雙極晶體管組成的電子開關(guān)及附屬電路、用于旁路負載電流的續(xù)流二極管三部分組成。這三部分在開關(guān)模塊中發(fā)揮著不同的功能，完成PSM發(fā)射機功率開關(guān)板的工作需求。

1.1整流及濾波電路

整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習(xí)慣上稱單向脈動性直流電壓。濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種復(fù)式濾波電路。在PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊中，三相輸入電壓是由兩臺交流移相變壓器的次級多繞組引入，三相電壓為360V左右，并連接著保險管和三個壓敏電阻。當(dāng)外電壓升高時，壓敏電阻能夠有效防止暫態(tài)過壓。濾波電容是兩個電解電容器串聯(lián)組成的，能夠濾除高頻干擾信號，并串聯(lián)2只電阻為濾波電容提供放電回路。

1.2電子開關(guān)及附屬電路

電子開關(guān)是由絕緣雙極晶體管V1組成，電子開關(guān)由保護管和開關(guān)管兩個晶體管復(fù)合組成。每一個模塊上都有功率開關(guān)控制小板，實現(xiàn)對保護管和開關(guān)管的控制。低電位處的控制信號用絕緣光導(dǎo)纖維連接，一條是用于接收自循環(huán)調(diào)節(jié)器合、斷指令的光收纜，通過點平控制完成保護管和開關(guān)管的控制。一條光纜為光發(fā)纜，用于傳遞本塊功率開關(guān)模塊是否正常工作的信息。除此之外，還有負載電阻和反向削波二極管等。

1.3續(xù)流二極管及輸出指導(dǎo)電路

當(dāng)PSM發(fā)射機功率開關(guān)正常工作模式下，過載保護電阻處于短路狀態(tài)，不發(fā)揮保護作用。而當(dāng)本級PSM開關(guān)閉合時，負載電流V1管導(dǎo)通，續(xù)流二極管處于少量正電壓狀態(tài)，導(dǎo)通負載電流。在該模塊中，模塊輸出2個電阻和一個發(fā)光二極管串聯(lián)，用于指示工作狀態(tài)。當(dāng)保護管和開關(guān)管被長時間切斷，發(fā)光二極管會處于熄滅狀態(tài)，指示PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊出現(xiàn)故障。

2　PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊典型故障和處理

本文針對SW100F型大功率短波廣播發(fā)射機功率開關(guān)模塊故障進行分析總結(jié)，在SW100F型發(fā)射機使用中功率開關(guān)模塊的典型故障主要有以下幾種。

2.1功率開關(guān)模塊合、斷引起的雜音

該故障表現(xiàn)為發(fā)射機指標(biāo)測試出現(xiàn)雜音，并伴有低頻嘯叫聲，音頻分析儀分析雜音頻率為1.64kHz，發(fā)射機雜音指標(biāo)不入級。通過加高壓檢驗，模塊工作狀態(tài)指示燈顯示正常，功率模塊工作穩(wěn)定。如果加高壓實驗功率降到零，并且功率模塊DC燈有亮的，則表明功率模塊存在問題。如果升功率檢驗后功率模塊不亮，則說明功率模塊有不工作的。

如果加高壓測試后模塊DC等常亮，其對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)指示燈也亮，則表明該模塊存在問題。拆機測試，對故障進行及時處理并復(fù)用上機即可。如果拆機測試沒有檢測到故障，則有可能是光發(fā)射電路故障或者環(huán)形調(diào)制器電路發(fā)生故障。導(dǎo)致DC等異常發(fā)亮的原因還有可能是失步保護電路失靈等原因，如果失步保護電路失靈，則容易導(dǎo)致主電壓周期性偏高，產(chǎn)生不規(guī)律的雜音。

2.2信號輸出光纜故障導(dǎo)致的雜音

此類故障多表現(xiàn)為發(fā)射機測試指標(biāo)有雜音，升高電壓后開關(guān)面板指示燈全亮，顯示無異常。發(fā)射機測試存在雜音頻率，意味著某功率模塊工作狀態(tài)不正常，通過拔掉模塊控制小板測試，證明系統(tǒng)功率模塊影響了雜音指標(biāo)。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，可以嘗試更換功率開關(guān)控制器，如果故障現(xiàn)象沒有排除，則用示波器檢測對應(yīng)的光發(fā)射電路波形。也可以采取用視覺觀察光接收器光纜外形和光照觀察光纜發(fā)光情況的方法進行判斷。發(fā)生這種故障的原因主要是光纜接頭接觸不良，導(dǎo)致光信號無法傳遞，這時，模塊的開關(guān)性能就會發(fā)生變化，輸出電壓低于正常值，最終導(dǎo)致雜音頻率出現(xiàn)。當(dāng)發(fā)生這類故障時，可以采取更換光纜或者維修光纜插頭的方式排出和解決故障。

2.3功率開關(guān)模塊輸出電壓導(dǎo)致的雜音

該典型故障表現(xiàn)為發(fā)射機測試發(fā)現(xiàn)雜音，雜音電平為48db，但開關(guān)指示燈卻正常全亮。通過加高壓檢查，雖然DC模塊指示燈均為發(fā)亮狀態(tài)，但卻有一處模塊指示燈亮度不足。拔掉該指示燈連接的開關(guān)控制器后，測量雜音降低，證明是該模塊出現(xiàn)故障。導(dǎo)致這類故障發(fā)生的原因有開關(guān)指令不正?；蚰K本身故障兩種可能?？梢圆捎没Q法處理故障，即將疑似故障的開關(guān)控制器與相鄰正常工作模塊開關(guān)控制器調(diào)換位置，如果恢復(fù)正常則表示故障時由于開關(guān)控制器故障導(dǎo)致的。經(jīng)檢驗分析該模塊發(fā)現(xiàn)，其指示燈變暗是由于環(huán)路中一塊低輸出電壓的模塊循環(huán)工作，造成了功率模塊輸出存在問題，導(dǎo)致出現(xiàn)周期性噪音波形，導(dǎo)致DC指示燈發(fā)亮。

2.4IGBT的AC和DC管擊穿導(dǎo)致的雜音

某發(fā)射機測試表明存在雜音，雜音指標(biāo)為30db，但發(fā)射機開關(guān)狀態(tài)板指示燈均正常亮起。通過家高壓試驗，所有DC指示燈均亮，無法反應(yīng)功率模塊是否發(fā)生故障。此時可以按下封鎖鍵，如果DC燈發(fā)亮，則說明對應(yīng)的功率模塊存在問題。如果末級屏表有表值也代表功率模塊在工作，即功率模塊存在故障。處理這類故障只要更換被擊穿的零件就能恢復(fù)正常。

3　模塊打扮的機外試驗

當(dāng)故障維修和排除后，需要采用機外電路試驗的方法，對開關(guān)控制模塊的工作狀態(tài)進行檢驗。當(dāng)然，在發(fā)射機上測試的效果更好，但卻需要停機操作，影響發(fā)射機的正常工作。日常維護檢驗可以通過構(gòu)建一個仿真試驗電路，模擬發(fā)射機移相變壓器提供給模塊大板的三相交流電源，并通過控制交流電源來控制模塊打扮的輸入電源的通斷，從而試驗?zāi)K大板是否工作正常。這種試驗檢驗方式在PSM發(fā)射機功率開關(guān)故障維修中比較常用，但在使用這種方法進行機外試驗時，尤其要保證試驗電路能夠體現(xiàn)發(fā)射機的正常工作狀態(tài)，確保檢驗結(jié)果符合發(fā)射機的工作需求。

綜上所述，隨著人們對信號質(zhì)量要求的不斷提高，PSM發(fā)射機的開關(guān)模塊故障檢測和維修技術(shù)逐漸受到人們的重視。在PSM發(fā)射機功率開關(guān)模塊故障檢修時，一定要將功率開關(guān)模塊合、斷引起的雜音；信號輸出光纜故障導(dǎo)致的雜音；功率開關(guān)模塊輸出電壓導(dǎo)致的雜音；IGBT的AC和DC管擊穿導(dǎo)致的雜音幾種典型故障的表現(xiàn)，檢驗方法和維修處理方法爛熟于心，提高PSM發(fā)射機功率開關(guān)故障的檢測和維修效率。

參考文獻

[1]王紅葉,楊九九,賀喆.PSM 50kW發(fā)射機功率開關(guān)模塊典型故障處理及機外試驗[J].內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù), 2013(4):58-60.

[2]王曉峰,張有魁,溫鵬.PSM廣播發(fā)射機功率開關(guān)控制器故障處理及機外試驗[J].內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù), 2014(4):89-91.

Discusses the typical fault of PSM transmitter power switch module

Jia Xiaofang
(State Press and Publication Administration of radio and television seven two five Jinzhong Shanxi 030600)

Abstract：This paper discusses the basic work principle of PSM transmitter power switch board,and analyzed the typical faults of the transmitter power switch module,and finally a summary of PSM transmitter switch module repair after verification method, provides the reference for the PSM transmitter power switch module fault detection and processing.

Keywords：PSM transmitter;power switch module;typical fault