SW—100F型發(fā)射機(jī)高末電子管燈絲控制電路的改進(jìn)

李長(zhǎng)征

摘 要：安全播出是廣播發(fā)射臺(tái)的中心工作，根據(jù)廣電總局《廣播電視安全播出管理規(guī)定》，臺(tái)外事故亦記入停播率統(tǒng)計(jì)。各發(fā)射臺(tái)為了實(shí)現(xiàn)既保護(hù)電子管的使用壽命，又不影響停播率指標(biāo)做了許多工作；本文簡(jiǎn)述了燈絲調(diào)壓器的工作原理，針對(duì)發(fā)射機(jī)燈絲控制系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)射機(jī)突發(fā)斷外電后能夠快速恢復(fù)，最大限度的縮短停播時(shí)間，對(duì)電子管燈絲控制系統(tǒng)進(jìn)行了又一次技術(shù)改造進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：發(fā)射機(jī) 燈絲調(diào)壓器 斷電應(yīng)急按鍵

中圖分類號(hào)：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（b）-0085-03

發(fā)射臺(tái)一切工作都圍繞著安全播出，安全播出主要的指標(biāo)就是停播率，2009年12月16日國(guó)家廣播電影電視總局局長(zhǎng)王太華簽署發(fā)布的國(guó)家廣播電影電視總局62號(hào)令《廣播電視安全播出管理規(guī)定》無線發(fā)射主播臺(tái)實(shí)施細(xì)則第四章附則第五十二條規(guī)定本單位各環(huán)節(jié)事故含外電中斷、外部干擾、自然災(zāi)害等外部原因引發(fā)的事故造成的停播均納入停播率的統(tǒng)計(jì)。南方因?yàn)榇?、夏兩季雷雨頻發(fā)，經(jīng)常造成外電閃落或短暫中斷。由于發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了電子管保護(hù)電路，一旦是電閃落，發(fā)射機(jī)燈絲調(diào)壓器必須在回零以后才能重新升壓，而整個(gè)過程需要3min左右。這對(duì)于每個(gè)發(fā)射臺(tái)都有數(shù)個(gè)機(jī)房，每個(gè)機(jī)房都有多部發(fā)射機(jī)而言，每當(dāng)發(fā)射機(jī)因外電的短暫中斷所造成的停播累加起來，都將影響了停播率指標(biāo)的完成。為此，筆者在保證電子管安全的前提下對(duì)發(fā)射機(jī)燈絲調(diào)壓器進(jìn)行了改造。

1 SW-100F發(fā)射機(jī)燈絲調(diào)壓器的工作原理

自動(dòng)燈絲調(diào)壓器是大功率電子管的專用電源，根據(jù)大功率電子管的使用規(guī)范，接通燈絲的電源時(shí)，要求在初始電壓下逐步升高至工作電壓并穩(wěn)定在指定的范圍內(nèi)。斷開電源前反之（從高壓逐漸降至始點(diǎn)），對(duì)于超大功率電子管，還要求在升降過程中做適當(dāng)?shù)耐Ａ舨⒃谕Ｖ构ぷ鲿r(shí)，能保留大約為工作電壓1/4的所謂黑燈絲，目的在于保護(hù)和延長(zhǎng)電子管使用壽命。

SW-100F發(fā)射機(jī)的自動(dòng)燈絲調(diào)壓器是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，主要由調(diào)壓器PW4、控制器PW5及接口電路組成。調(diào)壓器是輸出電壓范圍很寬的感應(yīng)調(diào)式壓器，輸出電壓可以在0～400V之間調(diào)節(jié)。調(diào)壓器上的位置開關(guān)SX和JX分別用來設(shè)置輸出電壓的上限和下限值。輸出電壓的調(diào)整由三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，也就是控制輸出電壓的增大或減小，根據(jù)發(fā)射機(jī)送來的控制信號(hào)控制調(diào)壓器的啟動(dòng)（由零位上升）或停止（由正常值下降至零位）。發(fā)射機(jī)開機(jī)后如圖1所示，+24V開機(jī)信號(hào)通過插座XS2：3送到接口板A2的XS4：3使A2K4吸合，因此時(shí)調(diào)壓器必然在最低位置零位，下限開關(guān)JX接通，接地信號(hào)經(jīng)X302：9、PW5 XS1：19、PW5 A2 XP2：4、PW5 A2 XS1：5使A1K1和A1K2吸合，接點(diǎn)9、13腳導(dǎo)通使PW5 A2 XS1：3與PW5 A2 XS1：4導(dǎo)通，A2K1線包因A2K4的4、8腳閉合形成回路而吸合，發(fā)射機(jī)加燈絲后燈絲加電信號(hào)送至K204使K204吸合，6、9腳接通24V經(jīng)PW5 XS2：9、A2XS5：1輸出使A2K3吸合，4、8腳接通，如果風(fēng)水正常的話，K213吸合5、8腳接24V經(jīng)PW5 XS2：8、A2XS5：2輸出使A2K5吸合，A2X2：8和A2X2：9是短接的因此A2 K2因A2K5的4、8腳A2K1的4、8腳導(dǎo)通而吸合，A2K6因A2K2的9、13腳導(dǎo)通而吸合，A2K6的6、7腳導(dǎo)通使XS5：3與XS5：4導(dǎo)通從而使燈絲繼電器K204A線包得電吸合，在K204A吸合后13、14腳接通經(jīng)A2K3的4、8腳送至A1XS1：6使A1K3吸合，4、8腳接通使調(diào)壓控制板如圖2得到了6V的基準(zhǔn)電壓。

A1N1是高精度低漂移運(yùn)算放大器，作為差分放大器，反相輸入端2號(hào)端子接基準(zhǔn)電壓由A1V3穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，A1N1同相輸入取至調(diào)壓器輸出端a、b項(xiàng)，經(jīng)X302：5、X302：6、PW5 XS1：7、PW5 XS1：8送至T1變壓器初級(jí)，T1變壓器次級(jí)由A1XS2：2、A1XS2：3輸入A1板采樣整流橋，同相輸入電壓即為真實(shí)的輸出電壓（即為“采樣”）。此時(shí)反向輸入端A1N1的2號(hào)端子有基準(zhǔn)信號(hào)，同相輸入端A1N1的3腳還沒有（或者很?。?，所以A1N1的6腳輸出負(fù)電壓，而且幅度很大。A1N2（LM319）為窗口比較器，窗口寬度為2V。輸入信號(hào)的絕對(duì)值小于1V（稱為門限電平）時(shí)，輸出端A1N2-7和A1N2-12均為低電平，大于1V時(shí)視極性而定，其中一個(gè)必然為高電平?，F(xiàn)在輸入為很負(fù)的電壓，因此A1IN2-7為高電平，與門A1D3-1（1腳為輸出端，以此表示一個(gè)集成電路封裝內(nèi)多個(gè)獨(dú)立元件中的某一個(gè)，就A1D3 4082雙與門而言，另一個(gè)則表示A1D3-13）腳被打開，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器D4-14使A1K7吸合，從而使接觸器K2吸合，電機(jī)按升壓方向旋轉(zhuǎn)，燈絲電壓逐步上升，A1N1-3的電壓隨之升高，直至A1N1-6輸出電壓的絕對(duì)值小于1V時(shí)而停止。當(dāng)燈絲電壓高于指定范圍，即“采樣”電壓高于基準(zhǔn)電壓，則A1N1-6為大于IV的正電壓，A1N2-12為高電平使A1K8吸合，接觸器K3吸合，從而使電機(jī)作相反方向旋轉(zhuǎn)直至A1N1-6小于IV而停止，將燈絲電壓穩(wěn)定在指定的范圍內(nèi)。

A1N5-13和A1N5-14組成一個(gè)窗口比較器，門限電平有兩種，受A1N5-1控制。A1N5-l為高電平時(shí)，A1N5-11約為4V；低電平時(shí)約為1.5V。門限電平開始為1.5V（相當(dāng)于燈絲工作電壓的25%左右，因達(dá)到工作電壓時(shí)A1N3-1應(yīng)為6V，與基準(zhǔn)電壓相當(dāng)），但當(dāng)A1N3-1高于2.7V時(shí)，門限電平變?yōu)?V。這二點(diǎn)，即約相當(dāng)于燈絲工作電壓的25%及67%處，作為停留點(diǎn)。在非停留點(diǎn)A1N5-13和A1N5-14至少有一個(gè)為低電平，則A1D1-1O為高電平，不會(huì)停留，同時(shí)A1V6導(dǎo)通，A1N6-3為低電平。在停留點(diǎn)，A1N5-13和A1N5-14均為高電平使A1V6截止，延時(shí)電路開始延時(shí)。但在延時(shí)時(shí)間內(nèi)A1N6-3仍保持低電平，故與非門A1D1-1O變?yōu)榈碗娖?，從而封鎖了控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)的與門A1D3，禁止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到暫停的目的。A1V6截止時(shí)A1C18開始充電，兩端電壓達(dá)到8V以上即延時(shí)結(jié)束后A1N6-3變?yōu)楦唠娖?，撤消?duì)A1D3的封鎖。停留時(shí)間大約為30s。用S1可以解除停留點(diǎn)。遇冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或處于手動(dòng)方式發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，就自動(dòng)連續(xù)降燈絲不設(shè)停留點(diǎn)。endprint

發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，K204斷電使K204的6、9腳斷開，經(jīng)PW5 XS2：9、A2XS5：1使PW5的A2k3斷開4、8腳斷開，從而經(jīng)A2XS4：2、K204A的13、14腳、A2XS4：1、A2XS1：6使A1K3釋放，失去基準(zhǔn)電壓，A1Nl-6輸出很大的正電壓使A1K8吸合，輸出電壓下降，當(dāng)電壓下降至0V下限位接點(diǎn)JX接通，接地信號(hào)經(jīng)X302：9、PW5 XS1：19、PW5 A2 XP2：4、PW5 A2 XS1：5、PW5 A1 XS1：5使A1k1和A1K2吸合，4、6腳斷開經(jīng)A1XS1：1、A1XS1：2、PW5 A2 XS1：1、PW5 A2 XS1：2、A2K2的4和8腳、A2XS2：8、A2XS2：9、A2K5的8和4腳使A2K2斷開，A2K2的9和13腳斷開使A2K6線包失電，A2K6的6和7腳斷開經(jīng)A2XS5：3、A2XS5：4使K204A線包失電斷開，落燈絲完成。

2 SW-100F發(fā)射機(jī)燈絲調(diào)壓器的改進(jìn)

由SW-100F發(fā)射機(jī)燈絲調(diào)壓器電路分析可知，當(dāng)發(fā)射機(jī)外電閃落時(shí)為避免接觸器釋放后調(diào)壓器不能自動(dòng)回到零位，從A1R29、A1R30及A1V4在A1V4、A1R25、A1R26和A1C12的結(jié)合處注入約+1.1V電壓，正常工作時(shí)此點(diǎn)電壓高于+6V，A1V4是截止的，不影響正常工作。另外A2K2是合燈絲繼電器，因線包上并了A2C1和A2C2兩個(gè)大電容，短暫停電不會(huì)釋放。

針對(duì)短時(shí)斷電停播時(shí)間較長(zhǎng)的情況，我們?cè)诎l(fā)射機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。首先斷外電兩秒后，重合電閘發(fā)現(xiàn)燈絲調(diào)壓器次級(jí)K204A斷開，相當(dāng)于燈絲變壓器初級(jí)斷電，同時(shí)調(diào)壓控制器，從380V向0V下降；再這重復(fù)加電過程中，因?yàn)闊艚z調(diào)壓器在380V位置，燈絲調(diào)壓器下限位開關(guān)未合，A1K1未吸合造成A2K1的9和13腳斷開使A2K1線包因無回路斷開，A2K1的4和8腳不通造成A2K2無法吸合，使A2K6失電造成K204A線包斷電無法吸合，只有當(dāng)調(diào)壓器降至0限位點(diǎn)后接地信號(hào)送到A1XS1：5使A1K1吸合9、13導(dǎo)通使A2K1吸合，A2K1的4、8腳導(dǎo)通使A2K2吸合，A2K2的9、13腳導(dǎo)通使A2K6吸合，A2K6的6、7腳導(dǎo)通使K204A線包吸合，燈絲變壓器初級(jí)才能得電。通過試驗(yàn)得知，只要模擬完成燈絲回零信號(hào)，K204A就能吸合，燈絲變壓器就能直接得電。此時(shí)燈絲調(diào)壓器正因?yàn)槿与妷簽榱愣诨亓愕倪^程中，當(dāng)K204A吸合后，取樣電壓得電，與基準(zhǔn)電壓比較后燈絲調(diào)壓器掉頭向上自動(dòng)回到380V。

通過以上試驗(yàn)論證，在調(diào)壓控制器的操作面板上安裝一個(gè)長(zhǎng)開按鍵開關(guān)作為斷電應(yīng)急開關(guān)，開關(guān)接點(diǎn)并入A1K1的9、13腳，當(dāng)斷外電使燈絲調(diào)壓器回零時(shí)，值班人員只要按斷電應(yīng)急按鈕使A1K1的9、13腳短暫接通，A2K2吸合后經(jīng)過原升壓過程，調(diào)壓器自動(dòng)回到穩(wěn)壓狀態(tài)燈絲直接得電。因按鍵開關(guān)是長(zhǎng)開狀態(tài)，放開后按鍵接點(diǎn)斷開，對(duì)調(diào)壓控制器原電路沒有任何影響，在正常開機(jī)和關(guān)機(jī)狀態(tài)下按斷電應(yīng)急開關(guān)對(duì)發(fā)射機(jī)狀態(tài)也沒有任何影響，只有在斷電的非正常狀態(tài)下斷電應(yīng)急按鈕才起作用。再則，SW-100F發(fā)射機(jī)電子管功率不是很大，取消燈絲調(diào)壓器的暫停功能是完全可行的。SW-100F發(fā)射機(jī)燈絲電路通過這樣改進(jìn)，調(diào)壓器從0V升至380V只需要四十幾秒，比原來的升燈絲時(shí)間減少了近1min時(shí)間。

3 斷電應(yīng)急按鍵功能和使用規(guī)定

SW-100F發(fā)射機(jī)燈絲電路改進(jìn)后雖然只是增加了斷電應(yīng)急按鍵，看似平常卻功能顯著。為了充分發(fā)揮應(yīng)急情況下作用，規(guī)定了只有在斷外電30s以內(nèi)來電才能按斷電應(yīng)急按鍵，超出30s后燈絲應(yīng)重新從0V升起，以保護(hù)電子管。結(jié)合歷年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)我們認(rèn)為在發(fā)射機(jī)短時(shí)間停電時(shí)，由于電子管熱容量大，即使一次加足燈絲電壓對(duì)電子管并無危害，發(fā)射機(jī)原有的限制浪涌電流的措施也能起到一定的作用。為了獲取更加直觀的數(shù)據(jù)我們?cè)诟吣╇娮庸軣艚z變壓器次級(jí)接入一鉗形電流表，實(shí)際測(cè)量燈絲電壓，在正常情況下燈絲電壓為13.9V，燈絲電流174A，模擬斷外電情況斷開發(fā)射機(jī)的所有電源，10s后通電測(cè)試電子管燈絲的瞬間接通電流，最高達(dá)到191A電流，斷開電源20s以后再次測(cè)試電子管燈絲的最高瞬時(shí)電流為199A，斷開電源30s以后，測(cè)試的電子管燈絲最高瞬間電流為215A，斷開電源40s以后，測(cè)試得到的電子管燈絲最高瞬間電流為241A。根據(jù)模擬測(cè)試的數(shù)據(jù)和查看電子管手冊(cè)（燈絲沖擊電流300A）筆者認(rèn)為停電30s內(nèi)穩(wěn)壓380V直接加到高末燈絲變壓器初級(jí)對(duì)高末電子管影響不大，40s雖然也在安全沖擊電流內(nèi)，考慮到測(cè)試的差異并留有一定的冗余量。因此，規(guī)定斷電30s以內(nèi)方可以使用這個(gè)應(yīng)急按鍵。

4 結(jié)語

此次對(duì)SW-100F發(fā)射機(jī)燈絲電路改進(jìn)，雖然線路改動(dòng)不大，且只增加了一個(gè)按鍵就成功解決了發(fā)射機(jī)突發(fā)斷電時(shí)快速恢復(fù)的作用。這項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)已在我臺(tái)同類型發(fā)射機(jī)上推廣應(yīng)用，實(shí)踐證明這項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)值得借鑒參考。

參考文獻(xiàn)

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