淺析DX發(fā)射機功放電源工作原理

國家新聞出版廣電總局561臺 王 瀾

淺析DX發(fā)射機功放電源工作原理

國家新聞出版廣電總局561臺 王 瀾

本文主要研究DX發(fā)射機電源控制板閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理，對電壓故障的現(xiàn)象及處理進行分析，通過詳細的分析提出設(shè)備維護的意見。

DX發(fā)射機；電源控制板；閉環(huán)控制系統(tǒng)；基本原理

DX發(fā)射機是美國在上世紀(jì)90年代研發(fā)的數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機，目前我國常用包括DX200及DX600系列，DX600系列發(fā)射機主要包括三個DX200組成，其中的功放模塊250V電源及驅(qū)動模塊電源都是整流柜所提供。在此背景下，本文首先介紹電壓故障的現(xiàn)象及處理方式，之后對控制板中的電源功放故障進行分析，以此實現(xiàn)PS控制板中功放電源控制原理的研究，最后通過詳細的分析及研究提出電源系統(tǒng)在日常維修過程中需要注意的事項。

1 電壓故障現(xiàn)象及處理

電壓常見故障為試機過程中不能夠?qū)崿F(xiàn)正常的加功率，在下達開機指令之后，整流柜電源顯示板中LED故障顯示板都表示功放電壓出現(xiàn)故障。通過觀察表示，LED顯示電壓表指針在開機的時候處于280V的位置，之后出現(xiàn)射頻封鎖直到關(guān)機。根據(jù)此情況，表示是因為開機時候的功放電壓輸出過高，以此導(dǎo)致控制電路出現(xiàn)關(guān)閉保護，之后檢查整流柜線路，顯示TB4端子排中的250V功放電壓松動，將其重新緊固之后開機正常[1]。

另外，由于下達開機指令之后，因為線路松動導(dǎo)致PS控制板無法接受功放電壓反饋信號，以此使控制電壓上升，控制系統(tǒng)在檢測過壓故障之后發(fā)出射頻封鎖指令，直到關(guān)機。在日常檢修過程中要注意：不僅要檢查TB端子連接線的緊固，還要對R11進行測量。PS控制板中的插座針腳會因為氧化導(dǎo)致接觸不良，出現(xiàn)此種情況要及時處理。連接端子的接觸不良和阻值變化也會導(dǎo)致電壓波動，所以在維修過程中也要注意。

2 PS控制板中信號及電壓

2.1 PS信號的作用

整流柜中電源組件的啟動和關(guān)閉都是通過PB接口板中的U37芯片實現(xiàn)控制的，詳見圖1，在待機時候芯片的輸出信號為高電平，這個時候的電源組件停止工作，放電組件開啟。在下達開機指令之后，PS信號就會轉(zhuǎn)變成為低電平，將其送到PS控制板中[2]，PS信號在電源控制板中的主要作用為：

其一，提供點火板可控的軟啟動指令，也就是開啟點火板工作。點火板根據(jù)PS控制板中J4-12的相位能夠控制電壓大小，實現(xiàn)可控導(dǎo)通角穩(wěn)態(tài)輸出功效電壓，在沒有下達開機指令的時候其為高電平，這個時候的點火板工作是被禁止的。

其二，控制系統(tǒng)在沒有接收到整流柜故障信息時候分別開啟驅(qū)動、風(fēng)機及功放等電源，這個時候的電阻件工作就會停止。

其三，開啟故障延時器的時候IS時間中實現(xiàn)功放電壓及二進制電壓、驅(qū)動電壓故障的屏蔽，并且屏蔽信息不會顯示在電源顯示板中。在到達一定時間之后，以上故障都會導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)關(guān)機指令，這個時候的電源組件停止工作[3]。

2.2 PS控制板電壓

在傳統(tǒng)設(shè)計過程中，下達開機指令之后，PS控制板中的電壓會從5.6V升到10V，這個過程和功放電壓上升的過程是相互對應(yīng)的，直到輸出功放電壓穩(wěn)定。在PS控制板后期修改原來的線路，在開機及待機時候電壓都是9.5VDC，所以功放電壓步進啟動主要是通過點火板及閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)實現(xiàn)。在PS控制板中，如果檢測到外電205VAC跌落，還要避免導(dǎo)通角長時間處于大范圍變化中，避免可控硅失去整流作用，這就是節(jié)電模式。

圖1 PS控制板功放電源控制原理

3 功放電壓步進啟動及穩(wěn)壓原理

電源通過可控硅實現(xiàn)整流之后的輸出電壓作為功放模塊的工作電源，在發(fā)射機沒有調(diào)制的時候，功放模塊負(fù)載不變，所以功放電壓為定值。在調(diào)制之后，功放模塊負(fù)載在調(diào)制信號不斷變化的過程中，輸出電壓也會發(fā)生一定的變化。功放電壓不穩(wěn)定會導(dǎo)致發(fā)射機指標(biāo)下降，影響設(shè)備穩(wěn)定的運行，所以發(fā)射機在運行過程中要實現(xiàn)功放電源的穩(wěn)壓。PS控制板中的功放電壓步進啟動及穩(wěn)壓都通過閉環(huán)反饋系統(tǒng)實現(xiàn)，圖2所示為閉環(huán)控制系統(tǒng)原理，通過Q8實現(xiàn)控制系統(tǒng)的啟動及關(guān)電斷。在收到PS指令之后，點火板會開始工作，之后Q8截止，C29使用R77充電，250V功放電壓步進啟動[4]。以下為控制環(huán)在Q8導(dǎo)通及截止時候的狀態(tài)。

3.1 Q8導(dǎo)通時控制環(huán)狀態(tài)

通過圖1可以看出來，在待機時候的電壓為9.5V，電位器為中間值，處于高電平時Q8導(dǎo)通，可控硅截止。電壓為J1-7，J1-8表示回路，這個時候電壓1表示0V，那么U1-1電壓通過以下公式進行計算：

在U2-13電壓計算的時候，R1和V1都是中間中間量，通過下式表示：

這個時候的U2-13電壓比U2-12小，所以U2-14電壓值表示10.6。

3.2 Q8截止時控制環(huán)狀態(tài)

在開機之后PS電壓處于低電平狀態(tài)，在Q8截止時候的狀態(tài)主要包括兩個極限情況，分別為無功效放電壓輸出J1-7表示0,U2-13電壓通過下式進行計算：

通過上式表示U2-12比U2-13的電壓小，所以U2-14電壓表示0，U3-7電壓的計算通過下式表示：

這個時候的U3-7將輸出最大電壓表示10.6V，那么U3-8和U3-7電壓相同，此電壓就是可控硅全導(dǎo)通輸出最大電壓。

圖2 閉環(huán)控制系統(tǒng)原理

3.3 反饋控制工作原理

通過圖2可以看出來，V4是電壓合并之后的等效電壓，R4是合并之后的等效電阻，使R3、C28及U2-14創(chuàng)建為比例積分放大器，也就是PI控制器。在PS控制板接收到PS L發(fā)送過來的信號時，Q8就會截止，C29使用R77進行充電，在電壓不斷提高的過程中，PI控制器就會啟動，這個時候電壓就會下降，在下降到一定程度的時候，電壓就會逐漸上升，可控硅導(dǎo)通角就會逐漸擴大，并且具有電壓輸出，這個時候的J1 7取樣電壓為反饋量在反饋控制環(huán)中。電壓上升，TP電壓下降，那么V5縮小。如果在整個過程中的PS電壓表示為高電平，那么點火板靜止工作的時候Q8處于導(dǎo)通狀態(tài)，C29通過R56放電導(dǎo)致電壓升高，控制電壓降低，這個時候可控硅輸出端沒有電壓，控制電壓在穩(wěn)壓過程中會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象，通過濾波之后的輸出功效電壓出現(xiàn)波動，此種情況會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)過壓過流現(xiàn)象，所以要在反饋環(huán)中添加取樣電壓，通過提高系統(tǒng)阻尼程度，實現(xiàn)可控硅的穩(wěn)態(tài)輸出，反饋環(huán)阻尼程度和負(fù)載具有正比關(guān)系[5]。

4 結(jié)束語

PS控制板作為DX發(fā)射機電源系統(tǒng)中的主要部件，其在功放電壓故障時候要使用相應(yīng)的手段對其防治，比如在日常維修過程中要全面檢查，包括端子、功放電壓及二進制電壓等；在維護過程中輸出電壓的波動，定期檢修，測試電源控制板關(guān)鍵點電壓，也要注意測試電源控制板250V電源檢測電路，確保功能正常，達到保護發(fā)射機的目的等。PS控制板的隨機技術(shù)手冊的工作原理較為簡單，本文通過分析控制系統(tǒng)工作原理，希望能夠為DX發(fā)射機的日常維護工作人員提供幫助。

[1]關(guān)芳.DX-600發(fā)射機FCOG6100控制板的原理與應(yīng)用[J].西部廣播電視,2015(20):225-226.

[2]張向帆.DX發(fā)射機電源控制板閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理的分析[C]//中國新聞技術(shù)工作者聯(lián)合會2015年度“新聞科技論文”優(yōu)秀論文集,2015.

[3]張向帆.DX發(fā)射機電源控制板故障檢測電路原理的分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015(6):2-4.

[4]曹豐嶺.DX-200中波發(fā)射機電源放電電路原理及故障分析簡[J].廣播電視信息,2016(s1):62-63.

[5]王華軍.DX型中波發(fā)射機直流型模式開關(guān)控制板工作原理[J].中國科技信息,2012(10):147-148.