基于控制監測器的全固態PDM發射機故障分析與維護

文丨林 錚

隨著半導體器件的發展，大功率場效應管的出現，射頻功率合成技術的成熟和保護電路的不斷完善，全固態PDM發射機應運而生。TS-03C全固態PDM中波廣播發射機主要由高頻部分、低頻部分、電源部分、控制監測器四部分構成。

控制監測器作為發射機的核心部分，它的基本任務是控制發射機正常運行，確保設備安全和人身安全。

1 控制監測系統工作流程

TS-03C中波發射機的開機步驟為：合低壓電源開關；合主電源開關；合播出開關。

1.1 合低壓電源開關

外電正常送入后控制監測器首先進行功放、機柜門、天線（或假負載）連接監測。當功放聯鎖門（開關1）未合時，則-140V高壓開不上，同時，封鎖發射機輸出，且面板上“門開關1”亮紅燈LED指示；當機柜門（開關2）未合，面板“開關2”指示燈亮紅色，但-140V高壓仍能開上；當天線和假負載都未接上時，則面板上“外部聯鎖”亮紅燈指示；發射機均不能正常工作。只有當“開關門1”、“開關門2”、“外部聯鎖”指示燈均為綠色時，發射機才能正常工作。

合“低壓電源”開關若低壓整流模塊工作正?？刂泼姘迳系?24V、+18V、+12V、-18V指示燈為綠色。當+24V、+18V、+12V、-18V某一絕對值低于門限值，則表示低壓異常，對應的紅色燈亮。如果低壓不正常，則發射機開不出。

1.2 合主電源開關

由相鄰兩相（380V）線電壓采樣，用以檢測交流電源（AC）是否在380（1±15%）V之內，在此之內，控制面板上綠燈亮（表示正常），若檢測時發現超過380（1±15%）V，則交流報警，“交流380V”電壓指示燈為紅色（面板上報警，同時向機房報警）且只有當交流電源回落到380（1±15%）V之內，檢測確定后，才算交流電源正常（指示燈轉綠燈）。

在沒有外電越限、低壓越限且功放及主機門聯鎖正常的情況下，主整電源控制禁止門打開，啟動兩個交流接觸器（K1、K2），主整電源分兩步接通。第一步：閉合K1提供信號給風扇電源，啟動風扇。第二步：閉合K2產生兩個低電平信號（一個低電平送到控制監測器A19、B15端：由A19解除主電源報警禁止同時打開主機故障禁止門，由B15解除高頻推動檢測禁止同時啟動了禁止調制推動器主備交換電路。另一個低電平送到兩個中間放大器小盒，用于解除激勵封鎖。）若兩個低電平信號中任意一個為高電平則對應的禁止調制推動器、禁止中放小盒電路啟動。

主整電源接通后，主電源監測電路開始工作，主電源-140VDC正常，控制面板上的“主電源”指示燈為綠色，監測電路輸出高電平（H）；同時中間放大器開始工作（中放電源-132VDC由主電源提供），若中放正常，則中放使能信號為高電平。在這兩個都是高電平（缺一不可）后，點亮面板上的“準備”綠燈。

1.3 合播出開關

合“播出”開關，監控電路就會提供一個“調制推動控制”高電平信號，到調制推動控制電路，解除對調制推動器主、備兩小盒的禁止，此時，兩個調制推動小盒均有檢測小號到推動器的主、備交換控制電路，若兩小盒都正常，則主、備交換控制繼電器的主用繼電器接通，若主用小盒不正常，則備用繼電器接通，輸出的調寬脈沖送到4個調制/功放小盒，控制面板上的“準備”燈熄滅，點亮“播出”綠燈。

當主、備調制推動器都故障時，“調制推動使能”信號為低電平；正向輸出功率不正常（正常全功率3KW，低功率1.5KW）即全功率低于1KW，低功率低于0.5KW時“正向功率正常”信號也為低電平。只要兩者任意一個為低電平使故障封鎖電路均輸出“主機故障”封鎖信號，封鎖主機輸出，“播出”綠指示燈閃爍，提示此時已發生了主機故障封鎖。

2 基于控制監測器的故障分析實例

2.1 故障現象

開主電源，發射機不上電。控制監測器面板上主電源燈不亮，380V交流電源指示燈為紅色，同時封鎖主電源控制電路。

2.2 應急處理

甩開控制監測器模塊后開主電源，發射機正常工作。

2.3 故障查找與分析

根據故障現象及應急處理的結果可以大致判斷故障可能出在控制監測器模塊中的主電源控制電路或三相交流采樣電路中。

經分析交流配電模塊中的TXB1-1端用于控制開主電源并與控制監測器模塊的A27端（主電源啟動控制）相連，在正常工作情況下A27端口應為低電平→U108（U108是由1412構成的反相器）的12、13腳也應低電平，則它的輸入4、5腳就要為高電平→U 120B（ U 120B是由4073構成的三3輸入的與門電路）的6腳輸出應為高電平，則它的三個輸入端3、4、5腳都應為高電平→U120C（U 120C與U120B共同集成在4073上）的10腳輸出為高電平，則它的三個輸入端11，12、13腳的輸入也應為高電平→U120C的11腳外接兩路信號：一路連到U111的3腳輸出給交流指示電路，與該故障無關；另一路連接到U116A（4081，四2輸入與門電路）的3腳也為高電平，則對應的1、2腳輸入都應為高電平→三相交流電源控制電路。如圖1所示。

圖1

三相交流電源控制電路是由三相交流電 源采樣電路和監測電路構成。如圖2所示。

圖2

U116A的1、2腳分別接到U101A的2腳和U101C的14腳。U101A和U101C共同集成在低功耗電壓比較強LM339上與其外圍電路共同構成了反饋通路具有方向性的遲滯電壓比較器。其中U101A 用于上限監測，同相端(5腳）參考電壓設為6.9V；U101C用于下限監測，反相端（8腳）參考電壓設為5.1V。

（注：理論上U101A 的2腳為15V，4腳為6V，5腳為6.9V。U101AC的8腳為5.1V，9腳為5V，14腳為15V。）

交流380電壓經三相電源采樣電路后輸出9V的直流電壓，供給A22、A23、A24經隔離二極管D101、D102、D103供給LM339電壓比較器（即U101A的4腳和U101C的8腳）。如圖3所示。

2.4 故障維修

實際檢測A27端電壓為15V（高電平，工作不正常）。

U108的9腳的供電電壓+24V（正常），4腳、5腳為0V（低電平），12和13腳為15V（高電平）。由此判斷U108芯片正常，故障應出在給其提供輸入信號的4腳和5腳上。

U108的4腳和5腳與U120B的6腳相連實際檢測U120B的3、4腳為15V（高電平），5腳為0V（低電平）。可以判斷U120B正常，是U120B的5腳輸入信號出故障。

U120B的5腳與U120C的10腳相連。實際檢測的U120C的10腳輸出為0V（低電平），11腳輸入為0V（低電平），12、13腳的輸入均為15V（高電平）。據此判斷U120C正常，故障應出在U120C的11腳輸入信號上。

U120C的11腳的連接到U116A。實際測得U116A的3腳輸出為0V（低電平），1腳的輸入為15V（高電平），2腳的輸入為0V（低電平），據此判斷U116A正常。故障出在U116A的1、2腳的輸入信號上。

U116A的1、2腳與三相交流電源采樣及監測電路相連。實際測得U101A的2腳為15V，4腳為0V，5腳為15V。U101AC的8腳為5.3V，9腳為0V，14腳為0V。與上述理論值相比可推測故障可能在LM339。

故障處理：首先拔除LM339開主電源試機，播出正常。懷疑LM339故障，更換LM339后開主電源試機，仍出現原故障現象，說明LM339正常。將整個控制監測器模塊移到正常的發射機上試機，播出正常。

再測得A22、A23、A24端均為0V，說明故障是出在給控制監測器模塊的A22、A23、A24端提供9V直流電壓的三相交流采樣電路上。

故障處理：由于交流采樣電路三相輸入端ab、bc、ca并聯。首先將輸入的三相各斷開一腳，測得T1、T3變壓器（ab、ca端）380v供電正常，T2（bc端）輸入為0v，說明T2初級開路。更換變壓器T2及其對應的保險絲后試機，發射機正常工作，故障成功排除。

3 小 結

圖3

在值機或維護過程中若發現發射機故障報警，應首先觀察控制檢測器的故障現象進而判斷故障發生的大體模塊，然后就故障進行詳細的分析找出確切的

故障位置加以排除。從而確保發射機優質安全播出。

[1] 張丕灶.全固態PDM中波發射系統原理與維護[M].北京：中國廣播電視出版社，1999.145-146.

[2] 張丕灶.全固態脈寬調制中波發射機[M].廈門大學出版社，2005.88-90.

[3] 上海明珠廣播電視科技有限公司.TS-03C 3kW全固態PDM中波發射機技術說明書[M]，2003.18-24，附錄：電原理圖SBL5.908.000DL.

[4] 郭先斌.TS-03C 控制鑒測器的邏輯控制及其故障的應急處理[J].東南傳播，2008（10)：161-163.