TSD-50DAM全固態(tài)中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)低壓電源分析及改進(jìn)思路

薛浩軍

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010010

1 電路組成與工作原理

TSD-50DAM50kW 全固態(tài)中波廣播數(shù)字發(fā)射機(jī)的低壓電源是從三相總開關(guān)CB1 引出了兩相火線，送至低壓空氣開關(guān)CB2 后，再被送到380VAC 低壓變壓器T2的初級，低壓變壓器T2的次級輸出7VAC、18VAC、24VAC，通過整流濾波電路得到發(fā)射機(jī)所需的直流±8V、±22V、+30V、+60V 電源。低壓整流濾波電路如圖1 所示。其中±8V、±22V是發(fā)射機(jī)各電路板的供電電源，+30V、+60V 是發(fā)射機(jī)驅(qū)動合成母板的供電電源，+30V、30VDC+24VAC 是主電源啟動電路。

低壓變壓器T2位于驅(qū)動柜的下層隔板，如圖2 所示，這部發(fā)射機(jī)使用的低壓變壓器的初級有三組抽頭：355VAC、380VAC 和405VAC，用來適應(yīng)外部電源的各種輸入情況。次級有兩組線包， 一組線包輸出7VAC、18VAC， 另 一 組 線 包 輸 出24VAC。每組抽頭使用不同顏色的電線來區(qū)分，如圖3 低壓變壓器初級所示。610 臺使用380V 穩(wěn)壓柜作為發(fā)射機(jī)的電源，低壓變壓器的初級需要接到藍(lán)色的這組抽頭上。次級黃色抽頭輸出7V，藍(lán)色抽頭輸出18V，紅色抽頭輸出24V，白色抽頭為對地+30V，也是交流24V 的7 端；黑色為次級的中心抽頭。

圖1 低壓整流濾波電路圖

圖2 低壓變壓器

圖3 低壓變壓器初級

下面以+8V 電壓為例介紹該穩(wěn)壓電路的工作原理，其余電壓的穩(wěn)壓電路工作原理與+8V 相同。如圖1所示，在交流7V的正半周，低壓變壓器次級1 端抽頭為正、2端抽頭為負(fù)，1端對中心抽頭的7V 交流電壓經(jīng)過VD13 整流硅橋的1 腳、電阻R32 對地，再經(jīng)過中心抽頭0 端回到1 端構(gòu)成回路。在電阻R32 上產(chǎn)生上正下負(fù)的正半周電壓，再經(jīng)過電容C32 的準(zhǔn)峰值濾波，得到+8V 電壓（7V×1.141≈8V）。在交流7V的負(fù)半周，低壓變壓器次級2 端抽頭為正、1端抽頭為負(fù)，2端對中心抽頭的7V 交流電壓經(jīng)過VD13的1腳、電阻R32對地，再經(jīng)過中心抽頭0 端回到2 端構(gòu)成回路。在電阻R32 上產(chǎn)生上正下負(fù)的負(fù)半周電壓，再經(jīng)過電容C32 的準(zhǔn)峰值濾波，得到+8V 電壓。+8V 是經(jīng)過VD13 輸出的全波整流電壓。

2 穩(wěn)壓電路的缺陷與電路改進(jìn)的思路

雖然各電路板上有電源保險存在，可是該機(jī)的整流硅橋依舊會被燒壞，近日更是發(fā)生了整流硅橋被擊穿導(dǎo)致低壓變壓器短路燒毀的案例。由于該機(jī)已有十多年的歷史，該型號低壓變壓器已經(jīng)不再生產(chǎn)，工作人員只能找廠家單獨定制。經(jīng)過事后總結(jié)，認(rèn)為是整流部分電容使用時間太久，性能已然不可靠，故將其全部更換。并將換下的電容打開一只查看，發(fā)現(xiàn)電容里的電解液已經(jīng)沒有了，如圖4所示。

圖4 壞掉的電容

事后，筆者對該起事故進(jìn)行了分析，以避免再次發(fā)生這樣的故障。圖5 為整流硅橋的原理圖。

圖5 硅整流橋原理圖

從圖中可以看出，硅整流橋的實質(zhì)就是四個二極管的組合。在這起事故中，整流橋1 腳和整流橋3 腳被擊穿，呈短路狀態(tài)。結(jié)合圖1可以看出，1腳與3腳短路之后，2 腳電流直接通過4腳，次級7VAC 線包處于短路狀態(tài)。如圖6 所示，該事故造成這部發(fā)射機(jī)的低壓變壓器燒毀，圖中可以看出黑色線中心抽頭0 端高溫?zé)梗S色線7VAC 輕微變形，究其原因可能是中心抽頭線徑要比黃色線細(xì)的緣故。

該發(fā)射機(jī)的缺陷就在于低壓變壓器次級沒有任何保護(hù)，遇到這樣的情況極易燒毀。因此，為保護(hù)低壓變壓器，筆者打算從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)。

圖6 低壓變壓器次級

2.1 更換低壓空氣開關(guān)

空氣開關(guān)除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠猓€能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)?？諝忾_關(guān)的型號很多，該發(fā)射機(jī)使用的空氣開關(guān)型號為RMC1- 63D16400V，RMC1 是生產(chǎn)商自己定義的型號類型，D 是脫扣曲線的一種，脫扣曲線共有B、C、D 三種，B 用于電子類，C 用于配電或者照明，D 用于大功率的電動機(jī)和發(fā)電機(jī)等。它們的區(qū)別在于電阻絲的粗細(xì)不同，D 的電阻絲最粗，因此可以承受更大的負(fù)荷，通過的電流也更大。其中，B 系列空氣開關(guān)的瞬間跳閘電流為其額定電流的3-5 倍，C 系列空氣開關(guān)的瞬間跳閘電流為其額定電流的5-10 倍，D 系列空氣開關(guān)的瞬間跳閘電流為其額定電流的10-14倍。空氣開關(guān)的2P是兩個單極空氣開關(guān)連接在一起，P 是指該空氣開關(guān)由幾個單極空氣開關(guān)構(gòu)成。

前面講過，低壓變壓器的初級380VAC 是通過低壓空氣開關(guān)CB2 送來的，CB2 的型號為RMC1-63D16400V，就是說額定電壓為400V，額定電流為16A，適用于額定電流至63A 及以下的電路，瞬間跳閘電流為160A。由于是380VAC 輸入，初級電流非常小，用鉗形電流表實測2A 左右。就算發(fā)生次級短路故障，初級電流也達(dá)不到瞬間跳閘電流，因此更換一個5A左右的D型空氣開關(guān)能更好的保護(hù)低壓變壓器。

2.2 在次級輸出端加裝保險管

在次級輸出端加裝保險管，需要加8個。雖然7VAC標(biāo)稱25A輸出電流，實測輸出電流8A，加個20A 的保險能起到很好的保護(hù)作用。其不足之處是低壓變壓器所在位置狹窄，安裝不方便。

2.3 更換大電流硅整流橋

該機(jī)硅整流橋為臺灣虹揚(yáng)生產(chǎn)的KBPC5010，額定電流為50A， 額 定 電 壓 為1000VAC（10×100 倍），最早使用的是KBPC3510，由于經(jīng)常出現(xiàn)故障就更換成了KBPC5010。該事故告訴我們，雖然額定電流50A 很大，但是硅整流橋也有使用壽命，一旦到了臨界點，8A的電流就能將其擊穿。因此，更換更大電流的硅整流橋也是有必要的。上整生產(chǎn)的MDQ100A-16，額定電流100A，額定電壓1600VAC，這個硅整流橋能更好的保護(hù)低壓變壓器。其不足之處是比KBPC5010的體積大3倍，接頭也不同，無法直接拿來使用。

經(jīng)過多方調(diào)查，各發(fā)射機(jī)生產(chǎn)廠家在低壓電源部分都有自己的改進(jìn)措施，但并不適合這部發(fā)射機(jī)。筆者所設(shè)想的這三種解決方案各有優(yōu)劣，無法確定哪一種能夠真正實現(xiàn)保護(hù)的目的，希望各位同行共同交流，找出更合適的解決方案。