發(fā)射機電源故障自動診斷設計思路

孫振宇

摘要：增加電源模塊的監(jiān)控功能，能顯示電源模塊故障類型，為快速維修和及時恢復播出提供了基礎保障。

關(guān)鍵詞：電源模塊 監(jiān)控

目前，吉安八0二臺增加了機房監(jiān)控系統(tǒng)，其中對所有設備監(jiān)控，但沒有突出故障診斷，特別是設備的停電報警，是外供電停電還是設備的電源模塊故障，在原有的監(jiān)控系統(tǒng)中根本沒有區(qū)分。為此，我們增加了電源模塊的監(jiān)控功能，獲得了電源模塊故障類型的提示，為快速維修和及時恢復播出提供了基礎保障。

電源模塊工作原理

現(xiàn)代開關(guān)電源有兩種，一種是直流開關(guān)電源，另一種是交流開關(guān)電源。直流開關(guān)電源是市電或蓄電池，轉(zhuǎn)換成滿足設備要求的質(zhì)量較高的穩(wěn)定的直流電。直流開關(guān)電源的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器。非隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器，按有源功率器件的個數(shù)，可以分為單管、雙管和四管三類。

開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應用場合下各有優(yōu)點。

脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值，最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。

控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。

開關(guān)電源的工作過程相當容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式。與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導通和關(guān)斷的狀態(tài)。在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關(guān)斷時，電壓高，電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產(chǎn)生的損耗。

與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。

電源模塊故障分類

第一類故障：交流通，直流斷。電源整流橋故障，如電源整流橋堆、開關(guān)管、高頻大功率整流管、抑制浪涌電流的大功率電阻燒斷，或者各輸出電壓端口電阻異常，上述部件如有損壞則需更換。

第二類故障：輸出的電壓不穩(wěn)。接通電源后還不能正常工作，接著要檢測功率因數(shù)模塊（PFC）和脈寬調(diào)制組件（PWM）。對于具有PFC電路的電源則需測量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右，如有380VDC左右電壓，說明PFC模塊工作正常，接著檢測PWM組件的工作狀態(tài)，測量其電源輸入端VC ，參考電壓輸出端VR ，啟動控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常。

第三類故障：一合開關(guān)即燒保險。在開關(guān)電源維修實踐中，大多數(shù)電源不能工作都是因為電源啟動電阻損壞，或開關(guān)管短路，所以一通電就燒保險或開關(guān)管。

第四類故障：電源模塊啟動一下就停止。檢查該電源是否處于保護狀態(tài)下，可直接測量PWM芯片保護輸入腳的電壓。如果電壓超出規(guī)定值，則說明電源處于保護狀態(tài)下，應重點檢查產(chǎn)生保護的原因。

監(jiān)控和故障識別

對于電源模塊出現(xiàn)的故障類型，我們應該監(jiān)控電源模塊的輸入和輸出端。輸入端和輸出端對應不正常，出現(xiàn)的故障如下關(guān)系：

因此，通過上述邏輯關(guān)系，也可以識別電源模塊前的線路故障。我們采用一個簡單的程序（流程圖），就可以解決對電源模塊的監(jiān)控和故障識別。

結(jié)論

通過電源模塊的監(jiān)控系統(tǒng)，我們能夠及時檢查到電源的故障，能最快判別故障類型和所在位置，能最快速度排除故障，保障設備安全。

（作者單位：吉安八0二臺）