數字廣播發射機電源原理及維護

2022-06-02 08:06:04 字數 4933 閱讀 6678

隨著廣播事業的迅速發展,中波廣播發射機已逐步向全固態數位化發展。其具有「三高」,即高效率,高質量,高穩定。「三化」,數位化,固態化,自動化的特點。

目前新型的數字調幅廣播發射機dam(digital amplitude modulation),簡稱dam機,已經取代了傳統的電子管板極調幅廣播發射機。我台自2001將原有的電子管發射機全部淘汰,取爾代之的是全新的dam機。包括陝西數字廣播公司(原762廠)的兩台am103s5—ⅱ,上海明珠廣播電視科技****的tsd—25g型1臺,陝西海納廣播通訊裝置****的dm50a兩台。

這些裝置,功率等級各不相同,但其電路與美國哈里斯公司的dx系列dam機大同小異。dam機在我臺的兩年執行過程中充分體現了其優點,但也出現了一些故障和問題。這些問題大多數與電源系統有著密切的聯絡。

有的是因為工藝方面的原因,有的和原器件效能與質量有著直接關係。現就dam機的電源系統原理和維護以及發生的常見故障做一下分析。

dam機的電源系統分為高壓和低壓兩部分,高壓即主整電源230伏和115伏,為末級和推動級功放模組供電。低壓電源給裝置的其它部位供電,主要是各個電路板。無論高壓還是低壓在其原理以及結構上和傳統的電源大同小異。

dam機的主整電源分為主體電路和輔助電路兩部分。主體電路包括進線,變壓,整流,濾波。輔助電路包括取樣和洩放電路等。

由於dam機的末級採用的是功率合成技術,用的是irfp350的場效電晶體。工作電壓230伏。主整電源有低電壓大電流的特點。

傳統的電子管發射機主整電壓少則數千伏,高則上萬伏。從這一方面來講,dam機大大降低了對耐壓的要求。減少了因絕緣問題而造成的故障率。

而dam機主整電源根據功率等級的不同,電流少則幾十安,高則數百安培。所以對工藝方面有著特殊的要求。

dam機進線採用三相四線制380伏。十二相整流,由兩個交流接觸器k1和k2控制。其紋波600hz,較之以前的電源濾波電路大大的簡化,提高了濾波效果。

dam機主整電源的輔助電路包括保險取樣板和電源洩放電路。230伏和115伏經過濾波後送到保險取樣板。經過若干個保險分別送到末級和推動級功放,其取樣電路為顯示板、推動電源調整器和模擬輸入板採集取樣訊號。

保險取樣板採集的主整電壓和電流訊號首先經過顯示板送到開關電表板,做為主整電壓和電流的指示。提供的電壓訊號送到顯示板後,經過比較和檢測電路產生主整過壓和主整電源故障訊號,給出顯示,並送到控制板,做為一類故障訊號。提供的電流訊號經過檢測電路後輸出主整過流故障訊號,為二類故障訊號。

主整電源採集的電壓訊號送到推動電源調整器,作為因外電變化而引起的推動不穩定的補償訊號。推動電源調整器的工作原理將在下文中做介紹。採集的主整電壓訊號還送到模擬輸入板,用來補償主整電壓230伏的變化,因在調製訊號動態範圍較大時或外電變化時,有可能導致230伏的為變化,從而引起輸出功率的變化,並產生附加調製雜訊。

dam機的主整電源洩放電路是主整電源的不可缺少的組成部分,用於保護人身的安全。其通過主整交流接觸器k1和k2的常閉輔助接點提供洩放電子開關的控制訊號。不同的機型採用的電子開關也不同,am103s5—ⅱ採用的是可控矽kp—200a—1kv,dm50a用的是5支irfp350,分別接洩放電阻。

dam機主整電源的主要問題在於其大電流,由於主整饋電線路的損耗原因,會造成一定的電壓降,造成一定的載波跌落,高調製正峰平頭以及非對稱梯調能力的下降,表(一)為我臺dm50a型在不同的功率等級和不同的調制度的電壓電流變化情況。表(一)的測量是在外電380v時測量的,在載波50kw時送100%調制度,送的訊號為1000hz,如果在高頻率如7000hz的時候,在100%調製的時候主整電流可達360安培。

表(一)

由於dam機的主整電源的特點,就要求我們在日常的維護過程中特別要注意大電流部分的端子,要經常的檢查溫公升,經常的緊固。要保持外電的波動在正常的範圍之內。要保持通風散熱良好。

主整電源發生的故障多是因為工藝或者是元器件的質量和效能造成的。我台的兩部am103s5—ⅱ機在工作了一段時間之後,主整電源都發生了故障,經查是整流器ggz—100a—230v質量不過關造成的,把它更換為湖北襄樊儀表元件廠生產的55—10—0005059後,工作穩定可靠。主整電源的過載一般是因為負載嚴重的失調和過障造成的。

我台的一部dm50a機在工作沒多少時間就推動故障,經檢查保險取樣板的推動電源32a保險已經熔斷,主整洩放電路中的irfp350和10ω的洩放電阻全部燒壞。經查發現該機的推動合成母板因工藝的緣故造成短路,從而導致推動電源保險熔斷,而推動故障為二類故障,使主整交流接觸器頻繁的合斷,洩放電路頻繁的工作至致損壞。更換新的推動合成母板,並對安裝做細微調整,恢復洩放電路,該機重新投入工作,推動電源工作穩定可靠。

另外不可忽視主整交流接觸器的工作可靠性,要經常檢查其線包和觸點。否則會造成裝置的不穩定,如我臺的一部dm50a機,主整電源的交流接觸器k2的主觸頭因接觸不良而燒壞,同時因嚴重變形而使輔助接點不能正常的閉合,造成主整缺相和控制故障。更換新的交流接觸器後工作正常。

dam機的推動電源115v也是來自主整。發射機正常工作時由於末級功放所需的推動訊號應控制在嚴格的範圍之內,就要求推動級隨著負載和電源變化而輸出也隨著變化。這樣射頻推動級要有乙個「自動增益控制」的電路,此電路是由推動電源調整器來完成的。

該電路是由來自保險取樣板的主整電壓和射頻推動分配器的射頻取樣訊號作為自動補償訊號,調整推動級的乙個功放模組的電壓,推動電源調整器輸出的電壓分兩部分給該功放模組的a和b兩臂,a臂的電壓正常時在40和60v之間,b臂為0v,在正常的情況下使之工作在閉環狀態下。推動電源調整器如果工作不正常,可能會造成過激和欠激故障。當然在大功率機器中推動級還有乙個備用的模組,在欠激時自動投入工作,這樣就更能保正推動訊號的穩定。

dam機的低壓電源部分是由乙個公共的低壓整流供給的,圖(一)為低壓整流器簡圖。以am103s5—ⅱ機為例,低壓整流分別提供+/-8vdc,+/-22vdc,+30vdc,+60vdc和乙個24vac。+/-8vdc主要供給各電路板的+/-5v穩壓電源,+/-22v主要供給各電路板+/-15穩壓電源,+30v作為聯鎖控制電壓,緩衝級電壓和二進位制功放模組電壓。

+60v為預推動級功放電壓。24vac為k1,k2,k3和k4提供線包電壓。表(二)為各電路板的電壓輸入情況。

*為某電路中含有對應的電壓。

圖(一)

表(二)

低壓電源送入到各個電路板要經過穩壓,大部分電路板還有電源故障檢測,每個電路板用的穩壓電路差別不大,首先是輸入保護,大多接有熔斷保險絲管,經過穩壓後輸出,輸出端常接有保護用的穩壓二極體。大多數電路板把穩壓電源檢測結果做為該板工作是否正常的標準。穩壓電路有三種,分別是穩壓整合塊uc3834,三端穩壓器和穩壓二極體。

其中uc3834在dam機中多個電路板中使用,它既可作為「正」電源也可作為「負」電源使用。為了提高輸出電流,增強帶載能力,可以外接大功率的電晶體。uc3834的內部有保護電路和故障監測電路,故障監測電路為顯示板提供故障報警訊號。

-8v,+30v,+60v送到推動合成板,-8v經過穩壓後,作為預推動和推動級的控制訊號。+30v作為緩衝級的電壓,+60v作為預推動的功放電壓。

以下是am103s5—ⅱ每個電路板的電源工作情況。

1. 振盪器a17,輸入電壓為+22v,穩壓用的是三端穩壓器,提供+15vdc,供給壓控振盪器和鑑相器電路等,+12v給溫補晶振供電。+5vdc,+9vdc,+12vdc都是利用穩壓二極體穩壓後輸出的。

2. 輸出監測板a27,輸入為+/-8v,用uc3834和外接串聯調整管v6作為穩壓,uc3834有故障報警訊號提供給顯示板a32,為一類故障訊號.

3. 模擬輸入板a35,輸入電壓為+/-22v, 用uc3834和外接串聯調整管穩壓,輸出+/-15v和+5v,故障報警訊號給顯示板a32作為四類故障訊號。

4. a/d轉換板a34,輸入電壓為+/-22v和+8v,穩壓輸出+/-15v和+5v,本電路板由專門的電源故障檢測電路,故障報警訊號送到顯示板a32作為四類故障訊號。

5. 直流穩壓器a30,輸入為+/-8v,輸出b+為+5v和b-,b+為調製編碼板所有積體電路供電,b-為所有的末級功放提供開通偏置電壓。b-的電壓受音訊訊號的控制,用於末級功放模組開關時間的補償,用來消除包絡的「尖峰」和「缺口」。

b-在調製時的變化範圍在-2v和-6v之間。

6. 控制板a38,輸入電壓為+/-22v和+/-8v,+/-22v和+/-8v經擴充套件電阻送到開關電表板,作為低壓電源的指示。控制板有四套電源供電,+5v為本電路所有邏輯電路供電,+/-15v為模擬檢測電路供電,還有一套+5v備用電源,其作用是在整機電源或者外部電源供電故障時,或者發射機關閉時,備用電源保證鎖存器,計數器等的供電,使這些資料不致丟失。

這四套電源同時還為顯示板供電。其穩壓電路採用uc3834和外接串聯調整管。+/-15v和+5v的故障檢測訊號連在一起,作為供電故障訊號。

供電故障訊號送到模擬輸入板a35作為資料清除低電平,送到功率控制邏輯電路,禁止功率轉換。送到開機控制邏輯的單穩態電路,控制開關機。送到顯示板的復位電路,產生乙個復位b訊號。

7. +30v供給聯鎖控制,+8v供給風良好控制。

我台的dam機在兩年的工作中,各電路板的故障幾乎和電源都有關係,大都是因為製作工藝的緣故。工藝方面主要是有些穩壓器部分的散熱不良或者虛焊造成的。如我臺的一部am103s5—ⅱ發射機開低壓後面板無指示。

經查是因為低壓變壓器輸出的乙個端子虛焊,重新焊接後仍不正常,又檢查控制板發現+15v無,穩壓輸入端的保險絲管熔斷,穩壓輸出端的穩壓二極體已經短路。更換穩壓管和保險管,重新開機正常;我台一部dm50a在關機後短時間內可以重新開機,但時間長了之後開機馬上保護,並指示b+故障。由故障現象可以推測不能開機可能同直流穩壓器電路板的溫度有一關係,經過檢查發現其中的乙個b+電源穩壓整合塊外接的電晶體的一支管腳與電路板焊接處有很細的裂紋,在關機後,馬上開機沒有問題,但是時間長了,管子冷卻下來,管腳處的裂紋就會加大,從而使b+電源無輸出。

在對該電路板處理後故障消失。另外,有些裝置的穩壓器散熱不良,如dm50a,由於有些電路板的穩壓電路在低壓閉合的情況下一直工作,如控制板穩壓電路中的三個外接電晶體。由於其散熱器太小,電晶體的管腳與電路板焊接處已經燒的嚴重變色,我們及時的更換大的散熱器,上述現象得到有效的控制。

元器件效能不穩定也是低壓電流故障的主要原因。如我臺的一部dm50a發射機在合低壓時指示正常,但不能正常開機,最後經分析和仔細的檢查發現是低壓的乙個整流塊(kbp3506)帶載能力差造成的;在維護低壓電源的時候要特別仔細,看電路中有沒有過熱的地方,有沒有焊接不牢的地方。對每乙個電源的去向要十分的清楚。

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