2kW短波發(fā)射機開關電源原理及日常維護

買合布拜·馬合木提

摘要：主要對當前新疆廣播電視局由于2KW短波發(fā)射機的開關電源工作時限過久，機體內部逐漸發(fā)生老化損毀的狀況，根據(jù)短波發(fā)射機開關電源的工作及系統(tǒng)原理作為依據(jù)，針對短波發(fā)射機開關電源常規(guī)維修進行技術性總結。

關鍵詞：2KW短波發(fā)射機;開關電源;原理;維護

轉播發(fā)射機的開關電源會隨著工作年限的不斷增加，使用周期的不斷延長而逐漸出現(xiàn)內部的老化和損毀的狀況。這其中將短波發(fā)射機的開關電源依據(jù)其功率消耗劃分為110伏特交流電，24伏特直流電以及45伏特直流電三條電源通路形式。主要由3unit或者4unit兩種機箱對電源回路進行裝載[1]。目前根據(jù)短波發(fā)射機開關電源的工作及系統(tǒng)原理作為依據(jù)，針對短波發(fā)射機開關電源常規(guī)維修進行技術性總結，現(xiàn)報告如下：

1.發(fā)射機的電源原理解析

短波發(fā)射機其內部電源的主要應用原理是高頻電子電力變換技術，該技術的核心作用是將交流電網所輸送的380V/50HZ交流電源直接轉變?yōu)榭梢怨┙o2kW短波發(fā)射機的電壓及電流量。短波發(fā)射機開關電源具有以下幾個突出點：（1）能源輸送的兼容性：其本身的機箱內部走線結構，發(fā)射器外觀形狀，電源的輸送入口及出口與發(fā)電站的輸送電源具有很好的兼容性，能夠直接與發(fā)電站的輸送電源交互使用。（2）便于維修：2kW短波發(fā)射機的供電系統(tǒng)主要有兩個機箱相互構成，每一個機箱內部的電子元件走線清晰明白，并且均是單層分布，維修起來非常便利。（3）輸送的電源運用的是軟開關技術，輸送的波紋小，具備比較高的電磁兼容性。由于電源運用的是軟開關，內部結構清晰明了，因此電源的操作非常簡易，在使用起來也非常簡單[2]。

2.發(fā)射機電源基本原理

2kW短波發(fā)射機所用的裝在機箱主要有3unit或者4unit兩種類型，并且短波發(fā)射機的開關電源依據(jù)其功率消耗劃分為110伏特交流電，24伏特直流電以及45伏特直流電三條電源通路形式[3]。主要目的就是為了滿足短波發(fā)射機高功率的能源需求。

24伏的直流電輸出：主要運用直流與交流電的交互電源模塊將45伏的直流電輸出功率轉化為24伏的直流電功率輸出，將電源的面板開啟后等待45伏直流電電源輸出平穩(wěn)后，就可以轉變?yōu)?4伏直流電的輸出[4]。將45伏直流電的輸出功率使用電流整合，電波過濾，高頻逆轉，隔離降壓等環(huán)節(jié)將380 V/50 Hz 的交流電流變化為平穩(wěn)的45伏直流電輸出電流，從而為短波發(fā)射機提供平穩(wěn)的電流，最終轉變?yōu)?4伏直流電電源。

110伏交流電電源輸出：主要由高頻變壓裝置直接將380伏50赫茲的交流電進行隔離傳輸，將電壓降為110伏的交流電，在電流達到穩(wěn)定病人主動輸送時，將面板的控制開關開啟，就能夠進行穩(wěn)定的電源輸送。

45伏直流電的輸出：將380伏50赫茲的交流電經過電流的整流，高頻逆轉，濾波，降壓隔離，高頻整流后，轉化為穩(wěn)定的45伏直流電，并直接作為短波發(fā)射機電源的供能[5]。

上述的三種電源轉化模式里，最主要的三種電源交互模式是45伏的直流電電源供給，由于該電源的回路具備將380伏50赫茲的工業(yè)頻率交流電進行整流，高頻逆轉，高頻整流以及濾波的整體操作，所以最終能夠輸出比較平穩(wěn)的，電流波動較小的45伏直流電，用于直接為短波發(fā)射機提供電源。

45伏直流電電源的基本工作原理，主要涵蓋主電流回路以及控制電流回路兩大組成部分。主電流回路主要的功能是為電能的轉換提供主要的電流通路，對控制電路回路的功率，各種元件的開關來控制整體部分的運作。

2.1主電路部分：將交流電的輸入通過連接器，開關輸入后，經全橋濾波器的整流輸入電路傳送（emi全橋濾波器），經全橋濾波器整流電路模塊降壓整流電路轉換成平穩(wěn)的脈動直流，再通過對功率因數(shù)的校正（pec）電路將信號供給高頻逆變控制電路，轉換成高頻交流方波。逆變電路采用高頻交流方波變壓器進行隔離控制模塊降壓后，經全波電路模塊整流變壓器將電路模塊轉換為直流電，通過全橋濾波器控制模塊輸出平穩(wěn)的脈動直流電。

交流電源通過高的連接性、開關裝置的變化以及濾波器的處置后，這個變換方案為交流電源電為直流脈動電流，經過工具因素的矯正之后，將逆變電流轉化為供給電流，主要方向為高頻的電流，然后使用高頻變壓器和濾波器，實現(xiàn)隔離、降壓、轉換等步驟將電流變技術，用于平滑、穩(wěn)定的直流電。輸入濾波器可以抑制電網和電源之間的干擾。采用功率因數(shù)校正電路，采用平波電感進行無源校正，成本低，校正效果很好。逆變電路可以將整流后的直流電轉換為高頻交流方波，然后采用隔離、降壓、轉換等步驟提供后端整流電路。由于輸入電流具有高電壓和高輸出功率，發(fā)射機電源采用全橋逆變拓撲。高頻整流濾波電路，將45VDC輸出的低壓電流轉化為穩(wěn)定的45V直流電。

2.2控制電路部分：

控制電路不僅負責控制器的開關，而且需要對主電路進行控制和保護。 主要控制電路包括六個組成部分：輔助電源控制電路、pwm控制電路、檢測控制電路、驅動控制電路、操作電路和安全保護控制電路。其中，輔助電源控制電路主要實現(xiàn)了從380v/50hz電源一直到0v電源的交直流轉換，并將其供給一個基于軟起動板的交直流控制模塊，最終基本實現(xiàn)了交直流控制電路的自動化和供電控制目標。 檢測電路的意義在于檢測電壓、電流等信號，為控制電路提供反饋信息和保護電路。 Pwm 控制電路是控制電路的核心部分，負責對逆變電路進行控制。 調節(jié)器將反饋信號和給定信號計算出來，發(fā)送給 pwm 控制芯片產生控制脈沖，然后利用驅動電路控制逆變電路的功率，達到穩(wěn)定電壓的目的。 驅動電路的作用是從控制電路中隔離和放大控制脈沖。 由于逆變電路中四個開關的發(fā)射極位置不一致，芯片的輸出 pwm 脈沖為公共接地，輸出能力不強[6]。

輸入濾波器能有效抑制電源與電網之間的相互干擾。 功率因數(shù)校正電路： 采用平波電感進行無源校正，以有限的成本有效地提高功率因數(shù)。 逆變電路將一次整流后的直流電流轉換成高頻交流方波，再由高頻變壓器隔離降壓，供給后端整流電路。 由于輸入電壓高、輸出功率大，發(fā)射機電源采用全橋逆變拓撲。 高頻整流濾波電路： 由于45v 直流輸出為低壓大電流，采用雙電流整流方法對高頻變壓器輸出的高檔交流方波進行整流濾波，得到穩(wěn)定、高品質的45v 直流電。 控制電路包括軸輔助電源電路、檢測電路、 pwm 控制電路、驅動電路、保護電路和運行顯示電路，完成主電路、輔助電源電路的控制和保護： 工頻變壓器將380v / 50hz 電源降至220v 交流電，提供軟起動板的 acdc 模塊，將其轉換成15v 后向所有控制電路供電： 檢測輸入電壓、輸出電壓、電流等信號，并反饋給控制電路和保護電路

檢測電路： 檢測輸入電壓、輸出電壓、電流等信號，并反饋給控制電路和保護電路。 Pwm 控制電路是完成逆變電路控制的核心部分。 調節(jié)器運行后，反饋信號和給定信號送到 pwm 控制芯片2895，由動態(tài)電路控制逆變電路的功率器件開關，實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。 驅動電路： 由于逆變電路中四個開關臂的發(fā)射極電位不同，而且2895芯片的 pwm 脈沖輸出共用接地，輸出容量有限，不能直接激活開關管。 驅動電路的功能是將控制脈沖從控制電路隔離并放大到移動開關裝置的信號中。

3.結語

2kw短波發(fā)射機開關電源在實際使用中，具有過程穩(wěn)定性強、故障率低、特點，可以在超溫、過流、過壓等情況下，實現(xiàn)保護電路。技術維修人員要深刻理解2kw短波發(fā)射機開關電源的工作原理，不斷提高管理和維護水平，相信2kw短波發(fā)射機開關電源隨著維修技術的不斷發(fā)展和進步可以給新疆廣播電視局更為穩(wěn)定的電視信號傳輸，更好的服務于社會和人民.

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