簡述廣播電視大功率發射管冷卻方式的發展變

2022-10-01 18:45:02 字數 2098 閱讀 6992

湖南郴州電視調頻轉播台工程師廖智民

摘要:廣播電視大功率發射管從七十年代得到廣泛應用以來,其冷卻方式也有不同時期的發展和冷卻方式的更新變化,冷卻方式主要是在風冷、水冷和液冷等方面的改進,雖然這幾種冷卻方式對大功率發射管起到了不同的冷卻效果,但存在的不足也不少,比如:不適應四季環境溫度的變化、維護量大、影響發射管效能等等,隨著大功率電晶體(mos管)的廣泛應用,發射管的冷卻方式也走向了智慧型化,從而解決了強制風冷,水冷、液率的不足。

這裡只是簡單的介紹廣播電視大功率發射管冷卻方式的發展變化。關鍵詞:冷卻方式。

廣播電視發射機從電壓放大器器件到電流放大器器件,從高電壓、大電流發射管到低電壓、小電流發射管,從水冷、液冷方式到風冷方式,從固定風速風冷到智慧型風速風冷方式的發展轉變中,廣播電視大功率發射管之所以能有效的工作,取決於發射機發射管所處的工作環境,發射管工作環境好壞的重要組成部分是冷卻系統。

溫度,對大功率電子管陽極易造成熔化而損壞、破壞電子管真空度;極間漏電引起引數特性變化;柵流變化、柵偏壓減小、陽流過荷;柵-陰極間電阻減小、縮短管子壽命引起陰極發射電流下降等影響。

溫度,對大功率電晶體集電極反向電流、電流放大係數、發射結正向壓降、放大效率、壽命等會產生直接影響。對晶體mos管的id最大ds電流.會隨溫度的公升高而降低、idm最大脈衝ds電流.

會隨溫度的公升高而降低等等引數產生影響。

七十年代之前,我國大功率廣播電視發射管主要是電子管,主要作用於廣播發射裝置,為適應大功率發射的需要,發射管從玻璃電子管發展到陶瓷電子管、從小功率發展到大功率;從水冷到強制風冷。在這個發展過程中,水冷方式(內冷,即冷卻液迴圈流入電子管內達到降溫。外冷,即將電子管板極侵入冷卻液達到降溫)對大功率電子發射管的冷卻起到至關重要的作用。

但是水冷方式存在很多不足的方面,一是對冷卻系統的維護量大、複雜,高溫易對液體容器的密封、管座絕緣墊片產生影響。二是除錯裝置和諧振腔、更換管子複雜,易造成長時間停播。三是大部分無線廣播電視發射基地均處在高山,常年溫度低,易對水冷液產生晶凍而迴圈不暢、堵塞不能正常工作。

四是水冷對電子管的冷卻部位主要在板極,而電子四極管除了板極高電壓外,陰極有幾十安的電流、簾柵極有千伏高壓,其發熱部位寬,那冷卻部位就不完全,對管子壽命、引數特性產生影響。雖然存在不足,但這種冷卻方式一直沿用至九十年代初,並在不斷改進中應用

圖1為60z管(外冷)水冷方式電子管圖2為fu-113f管強制風冷方式

八十年隨著電視發射裝置的需求,大功率發射裝置的不斷應用,從國外引進生產了大功率電視廣播發射機,採用是大功率陶瓷電子管,其冷卻形式採用的是強制風冷,為使電子管實現冷卻,把陶瓷電子管設計放置在密封的諧振腔(槽路箱)內,冷卻風道是下為進風口,頂上為出風口,冷卻效果能滿足電子管工作。其缺點是噪音大。由於冷卻風速大造成電子管諧振引數、工作特性極不穩定。

電子管除錯量大,每週都要進行除錯和觀測,且大部分除錯是在帶電狀態下工作,危險性大,諧振引數除錯不精確。冷卻取風環境差對電子管工作造成影響,大部分高發射台站常年溫度偏低、濕度大,而且冷卻風速是固定強風,不論環境溫度怎樣變化,冷卻風速仍然是固定的,而不是根據工作溫度和環境溫度發生改變;更主要的影響是冷卻取風濕度大,對電子管引數影響外,可造成電子管座和諧振腔短路、放電、打火而影響電子管正常工作。由於電子管諸多不利因數,電子管發射機時代進入二十一世紀以來逐步退出發射機市場,取而代之的是固態發射裝置。

隨著電晶體固態發射機發射管的應用,冷卻系統也不斷改進,固定風速風冷向智慧型風速風冷的進步。目前國內改進公升級的固態發射機仍然應用統一分風式固定風速風冷改進型離心風扇,作為全國各開路無線發射台站來說,其離心風扇冷卻形式依然存在水冷和強制風冷的諸多缺點和不足。發展發射機智慧型調速冷卻形式是未來的趨勢,他的最大特點是發射管冷卻隨環境的變化而不變,隨發射管溫度的改變而改變,不受環境溫度、濕度的影響,達到智慧型冷卻控制的目的,冷卻系統不會對發射管更換、除錯、測試引數特性等產生影響,而且每乙個百瓦級以上的電晶體固態放大器均有各自獨立的智慧型變速風扇和溫度取樣控制電路,它可以依據各自晶體發射管的不同特性而調節風速冷卻,是一種固態發射機潛在優化冷卻形式,他同時改善了人的工作環境和維護強度。

以上是我在廣播電視發射部門工作三十多年的一點認識,有欠妥的闡述屬個人觀點,

只供參考。

作者簡介:2023年從事廣播電視發射技術工作,曾畢業於湖南廣播電視學校(今湖南傳媒大學),學習廣播電視技術專業,後就讀**廣播電視大學計算機專業,2023年評定為工程師,現在工作於郴州電視調頻轉播台,任技術部主任,兼台內職工業務培訓教學工作。

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