淺析全固態(tài)PDM-1kW發(fā)射機(jī)電源與繼電器控制板的控制與保護(hù)邏輯

包志斌

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心通遼廣播發(fā)射中心臺(tái)扎魯特751臺(tái) 內(nèi)蒙古 扎魯特旗 029100

全固態(tài)PDM-1kW中波廣播發(fā)射機(jī)的保護(hù)與控制功能是在充分考慮發(fā)射機(jī)的“全固態(tài)”特點(diǎn)后采取的一些有特點(diǎn)的保護(hù)和控制方式。其中，電源的繼電器控制和繼電器控制板是兩個(gè)主要的電路單元。繼電器控制就是當(dāng)被保護(hù)對(duì)象出現(xiàn)不能被容許的工作狀況時(shí)，通過(guò)繼電器的通、斷來(lái)控制異態(tài)的進(jìn)行，從而達(dá)到保護(hù)發(fā)射機(jī)安全的目的。按照設(shè)計(jì)要求，該電路單元主要完成：PA盒-72V供電的緩慢建立控制、-72V過(guò)流保護(hù)控制、駐波比過(guò)高保護(hù)控制三種控制功能。本文結(jié)合一個(gè)常用機(jī)型，對(duì)其電源與繼電器控制板的控制及其保護(hù)功能做簡(jiǎn)要分析。

1 PA盒-72V供電的緩慢建立控制

在具體分析繼電器控制板如何對(duì)PA單元緩慢建立-72V之前，我們參照廠家提供的電源控制和繼電器控制原理圖可知，發(fā)射機(jī)的整機(jī)電源供電控制至PA盒-72V的緩慢建立可稱為在繼電器連鎖控制下“三步走”的邏輯過(guò)程。第一步是發(fā)射機(jī)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的電源建立，當(dāng)空氣開(kāi)關(guān)QF合上后，發(fā)射機(jī)微機(jī)電源的直流電源±12V、+5V的和18V、8V交流電源將先于其它電源建立，發(fā)射機(jī)的一些預(yù)設(shè)狀態(tài)和未運(yùn)行狀態(tài)可以在發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)前，預(yù)先在界面上顯示出來(lái)，我們就可以對(duì)發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)前的狀態(tài)有個(gè)預(yù)判。一般在QF合上后，先不要急于啟動(dòng)發(fā)射機(jī)的開(kāi)機(jī)按鈕，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)觀察發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)界面顯示的工作狀態(tài)，當(dāng)確認(rèn)無(wú)誤后再執(zhí)行下一步的開(kāi)機(jī)操作。第二步是基于交流接觸器KF閉合的開(kāi)機(jī)操作，如圖1所示：在-72V緩慢建立前，發(fā)射機(jī)-72V的建立也有一個(gè)相應(yīng)的繼電器連鎖控制過(guò)程。當(dāng)空氣開(kāi)關(guān)QF合上后，按下開(kāi)機(jī)按鈕AN1后，電源控制板上的繼電器KA得電動(dòng)作，KA動(dòng)作的結(jié)果：一個(gè)是使交流接觸器KF動(dòng)作，接通三相交流電源到主整變壓器和整流、濾波電路并輸出-72V到繼電器控制板的-72V緩慢建立電路，并接通去繼電器控制板+24V電源（事實(shí)上此時(shí)功率控制、調(diào)制器板、激勵(lì)前級(jí)的±15V、+5V、-18V等單元電路供電電源也已建立）。另一個(gè)則是接通去繼電器控制板+24V電源。第三步是基于PA盒-72V電源緩慢建立的控制過(guò)程。如圖2所示：由于KA動(dòng)作，一路去繼電器控制板的+24V使設(shè)在該板的一個(gè)繼電器J1動(dòng)作的1—3接通，此時(shí)經(jīng)整流輸出的-72V便通過(guò)一個(gè)68Ω的電阻向設(shè)在PA盒的三只2200μF的電解電容充電，當(dāng)經(jīng)過(guò)6秒左右，電容兩端電壓充至-60V時(shí)，由R12、R13及W3構(gòu)成的分壓取樣電路產(chǎn)生一個(gè)-3.6V多一點(diǎn)的取樣電壓，該取樣電壓經(jīng)LF353放大后，送入一個(gè)由LM339構(gòu)成電壓比較器的反相輸入端且與其正相輸入端為3.3V的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓比較，而后比較器輸出一個(gè)低電平，該低電平加至RS觸發(fā)器后如圖3所示，觸發(fā)器輸出高電平并使V1導(dǎo)通，V1導(dǎo)通后J2動(dòng)作，J2動(dòng)作后將-72V加至PA盒，發(fā)射機(jī)開(kāi)始工作。實(shí)際上PA盒采用分段加壓是有其實(shí)際考慮的，因?yàn)镮RF140功放管在VGS=0的測(cè)試條件下，其漏源間的擊穿電壓僅為100V。

圖1 全固態(tài)PDM-1KW中波發(fā)射機(jī)電源控制系統(tǒng)電路工作原理示意圖

圖2 繼電器控制板-72緩慢建立原理示意圖

2 發(fā)射機(jī)的過(guò)流保護(hù)與駐波比過(guò)高保護(hù)控制

對(duì)于中波廣播發(fā)射機(jī)而言，發(fā)射機(jī)功放器件在過(guò)流和反射電壓過(guò)大狀態(tài)下運(yùn)行，其后果會(huì)非常嚴(yán)重，輕則損壞功放原件，重則引起火災(zāi)。因此，對(duì)發(fā)射機(jī)的過(guò)流和駐波比過(guò)大的保護(hù)控制始終是發(fā)射機(jī)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。本文所述發(fā)射機(jī)在對(duì)過(guò)流和駐波比過(guò)大保護(hù)控制電路的設(shè)計(jì)上采用了較為直接且比較有效的保護(hù)與控制方式，即在發(fā)射機(jī)功放電路出現(xiàn)過(guò)流時(shí)直接斷掉功放-72V電源和通過(guò)封鎖調(diào)制信號(hào)來(lái)保護(hù)發(fā)射機(jī)的功放電路。其過(guò)流保護(hù)信號(hào)采樣信號(hào)取自圖2所示分流器IAH，其原理是：當(dāng)電流流過(guò)分流器時(shí)，會(huì)在分流器兩端產(chǎn)生一個(gè)隨電流變化的電壓降，本文所述發(fā)射機(jī)的過(guò)流保護(hù)電流設(shè)為27A，即當(dāng)被保護(hù)電路電流超過(guò)27A時(shí)，分流器的一端將產(chǎn)生一個(gè)+15V左右的電壓降，作為取樣信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)LF353放大、調(diào)整后與正相輸入端基準(zhǔn)電壓為4.3V的比較器LM339進(jìn)行比較，當(dāng)比較器反相輸入端輸入電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出低電平，該低電平將RS觸發(fā)器輸出低電平，V1截止，J2動(dòng)作斷開(kāi)去PA盒的-72V電源，同時(shí)該低電平讓U4B輸出高電平使V2導(dǎo)通，將調(diào)制信號(hào)接地，完成對(duì)去PA盒調(diào)制信號(hào)的封鎖。至于高駐波比保護(hù)，如圖3所示，由槽路箱定向耦合器取樣，用于高駐波保護(hù)控制的取樣電壓，經(jīng)一個(gè)LF353放大。同樣，該反射電壓經(jīng)一個(gè)LF353放大后輸入一個(gè)由LM339構(gòu)成的電壓比較器反向輸入端與其正相輸入端為3.9V的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)駐波比大于1.5時(shí)，U4B輸出一個(gè)高電平將V2導(dǎo)通將調(diào)制信號(hào)接地，切斷去PA盒的調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制信號(hào)的封鎖。

圖3 繼電器控制板-72V緩建、過(guò)流、反射控制電路示意圖

在實(shí)際工作中，我們經(jīng)常遇到所謂發(fā)射機(jī)“掉高壓”或“調(diào)制告警”的情況，那么僅就本文所述發(fā)射機(jī)的繼電器控制板的保護(hù)與控制而言，不外乎發(fā)射機(jī)功放盒過(guò)流或反射過(guò)大而引起的發(fā)射機(jī)自保。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)此類發(fā)射機(jī)的保護(hù)與控制對(duì)提高現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急判斷與故障處置有一定現(xiàn)實(shí)意義。