418F100kW短波發(fā)射機(jī)高末簾柵流過荷的故障分析

□ 吳好光 黃小聰

一、引言

廣西廣播電視一〇一臺有兩部418F100kW短波發(fā)射機(jī)，每天要進(jìn)行長時間、滿功率、多頻率倒頻播出。長年累月的工作，發(fā)射機(jī)難免會發(fā)生一些故障，高末簾柵流過荷故障就是其中的一種。當(dāng)此類故障出現(xiàn)時，及時判斷故障產(chǎn)生的原因并搶修維護(hù)，便能縮短機(jī)器的停播時間，對機(jī)器的安全播出起到重要的保障作用。本文通過介紹高末簾柵回路出現(xiàn)故障時引發(fā)的高末簾柵流過荷的故障現(xiàn)象，詳細(xì)分析了引起該故障的原因并提出有效解決方案。

二、高末簾柵的工作原理

418F100kW短波發(fā)射機(jī)有兩個功率開關(guān)，用于PA管簾柵壓供電，其方式如圖1所示，每個功率開關(guān)在接通時可提供約600V直流電壓。這兩個功率開關(guān)狀態(tài)及控制電路安裝在音頻通路板上，音頻通路板根據(jù)音頻通路中的“直流+音頻”信號的變化規(guī)律，發(fā)出控制這兩個功率開關(guān)同合或同斷的指令，通過輸入/輸出板上對應(yīng)的兩個光發(fā)射器把指令傳給功率開關(guān)，當(dāng)功率開關(guān)同合時，電壓為直流1200V，同斷時，電壓為0V。輸入/輸出板與這兩個開關(guān)之間的連接線各用兩條光纜。

圖1 高末PA簾柵電源供電

從調(diào)機(jī)經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，高末PA管的簾柵壓在載波滿功率狀態(tài)下，選取簾柵電壓為780V～800V，發(fā)射機(jī)工作較為穩(wěn)定。兩級功率開關(guān)串接后可提供1200V的電壓，為了獲得800V簾柵壓，這兩個功率開關(guān)的通斷時間由音頻信號控制，由于兩級簾柵功率開關(guān)輸出的直流脈沖的占空因數(shù)為0.667，則實(shí)際加在PA管簾柵極上的平均直流電壓為800V。這個電流可視為恒流。

在有調(diào)制的情況下，音頻信號的振幅變化將使PA的屏壓相應(yīng)變化。在某個瞬間，音頻信號振幅上升，則使PA的屏流ia也增高，根據(jù)四級管特性簾柵流ig2下降，則圖1中10H電感上產(chǎn)生一個反電勢（如圖示方向），它使得該瞬間的簾柵壓升高。由于簾柵流為恒流，則此時意味著ia隨著屏壓又上升了一個增量，給出了正常高調(diào)幅時的輸出功率。為了保證簾柵壓與屏壓在調(diào)制期間的任何瞬間都有一一對應(yīng)的電壓關(guān)系，兩個簾柵功率開關(guān)在有調(diào)制的情況下，由同一個音頻信號控制，輸出直流脈沖的占空比也相應(yīng)變化，當(dāng)屏壓為電壓峰值時，簾柵壓也達(dá)到最大點(diǎn)，反之則相反，這就實(shí)現(xiàn)了簾柵調(diào)制。

三、高末簾柵流過荷的故障現(xiàn)象

發(fā)射機(jī)在播放時掉高壓，發(fā)射機(jī)控制面板高末簾柵過荷指示燈6S20變紅，重加高壓加不上。

其電路控制原理如圖2所示，發(fā)射機(jī)加高壓后，當(dāng)高末簾柵模塊上的滑動變阻器2R6上的采樣電流超過3A時，接點(diǎn)5、9閉合，繼電器1K40得電動作，高壓斷繼電器1K22B得電，接點(diǎn)21、22斷開，發(fā)射機(jī)掉高壓；同時，接點(diǎn)8、12閉合，高末簾柵過荷繼電器1K33得電，接點(diǎn)6、10閉合，高末簾柵過荷指示燈6S20變紅。

圖2 高末簾柵過荷控制圖

四、高末簾柵流過荷的故障分析

在高末簾柵回路中，高頻電流通過3C31簾柵薄膜電容接地，從而使簾柵極處于高頻地電位，高末簾柵極無高頻電流，因此，只需根據(jù)簾柵極直流供電回路就可以判斷其回路中的故障點(diǎn)。

如圖3所示，高末簾柵直流供電回路如下：簾柵極—陰極燈絲—燈絲變壓器次級—地—簾柵流取樣分流器 （2R6、2R7）—簾柵功率模塊—簾柵阻流圈（2L1）—陷入電路（3R24、3R25、3L16）—簾柵極。

圖3 高末簾柵電路原理圖

如果回路出現(xiàn)短路的情況，可能會造成高末簾柵流過荷。當(dāng)出現(xiàn)高末簾柵過荷的現(xiàn)象時，可按以下的判斷方法來判定過荷的故障點(diǎn)，其示意圖如圖4所示。

圖4 高末簾柵流過荷判斷方法示意圖

（一）降功率為 “0”，看是否過荷。如果過荷，甩開簾柵模塊控制光纖，看是否過荷，如果不過荷，說明是9A4板有故障。處理故障的方法是更換好的9A4板。

（二）降功率為 “0”,看是否過荷。如果過荷，甩開簾柵模塊控制光纖，看是否過荷，如果過荷，說明簾柵模塊本身有故障，有可能是簾柵模塊的IGBT被擊穿。若簾柵模塊IGBT擊穿，就會造成加高壓時700V簾柵壓直接加至電子管，不受PSM調(diào)制控制器的控制，使得簾柵先上，這樣就會造成簾柵流瞬間變得很大，進(jìn)而引發(fā)簾柵過荷。簾柵電源由兩塊功率模塊組成，那怎么判斷是哪塊功率模塊有損壞呢？這時只要拆開其中一塊簾柵模塊交流輸入端的三個保險，降功率加高壓看看有沒有簾柵壓，有就說明另一塊模塊損壞，沒有就說明是此模塊損壞。處理故障的方法是更換好的功率模塊。

（三）降功率為 “0”，看是否過荷。如果不過荷，稍升功率，這時簾柵壓很小，簾柵流很大，再稍升功率便會過荷掉高壓，說明模塊輸出引線到3C31簾柵薄膜電容之間元器件有故障。

那怎么判斷是簾柵電源側(cè)故障還是負(fù)載側(cè)故障？這時只需斷開3R25重上高壓即可。

如果斷開3R25重上高壓后不過荷，表明故障點(diǎn)在負(fù)載側(cè)，此時用1000V搖表搖測薄膜電容的絕緣，一端接地，一端接簾柵極，若測得絕緣很低甚至為0，則表示高末簾柵薄膜電容3C31擊穿通地。此外，順帶檢查壓敏電阻RV1和RV2有無損壞，因?yàn)樵斐?C31擊穿的原因就是其瞬時電壓很高，而由壓敏電阻RV1、RV2和琺瑯電阻2R9組成的限峰電路能夠抑制高調(diào)幅時的瞬間高電壓。如果RV1、RV2損壞，則高末簾柵薄膜電容3C31便很容易擊穿。處理故障的方法是卸下簾柵盤，更換好的簾柵薄膜電容3C31。

如果斷開3R25重上高壓后仍過荷，表明故障點(diǎn)在電源側(cè)，即3C45或者2C1擊穿通地。至于它倆哪個被擊穿，卸下測量其電容值即可作出判斷。處理故障的方法是更換好的3C45或者2C1。

如果3C31、3C45和2C1都沒有故障，便要校整高末簾柵過荷取樣保護(hù)電路，排除此保護(hù)電路的誤動作。

（四）其它非因高末簾柵回路故障引發(fā)的高末簾柵流過荷故障。如高末屏壓回路中3L14、3L15燒壞，高末屏壓無法形成回路，使得高末電子管上無屏壓，從而導(dǎo)致陰極發(fā)射的電子大部分被簾柵極吸收，進(jìn)而引發(fā)簾柵流過荷；又如高末柵簾碰極，由于柵壓為負(fù)壓，簾柵壓為正壓，簾柵壓直接加到柵極上，便會造成柵流反向，柵流表反打，柵流和屏流急聚增加，機(jī)器也會過荷掉高壓。

五、結(jié)語

綜上所述，在發(fā)射機(jī)發(fā)生高末簾柵流過荷故障時，只要按照分析的方法，通過判斷9A4板、簾柵功率模塊、3C31、3C45、2C1的正常與否，便能快速地鎖定故障點(diǎn)，從而能夠快速地修復(fù)發(fā)射機(jī)。與發(fā)射機(jī)的其它故障一樣，如末前陰流過荷、高末刪流不足、高末陰流過荷等等，只要把這些故障的判斷方法和處理方法總結(jié)歸類，當(dāng)發(fā)射機(jī)再出現(xiàn)類似的故障時，便能迅速判斷故障并及時修復(fù)發(fā)射機(jī)，對保障發(fā)射機(jī)的安全播出具有重要的意義。