整流柜常見故障原理分析和快速處理

陳斌

【摘要】本文針對DX發(fā)射機PB整流柜一些常見故障進行歸納總結(jié)，并提出處理方法和改進措施。針對PS控制板U9進行原理分析該電路所產(chǎn)生的過流故障往往容易被人忽視，提出建議和改進意見。不當之處，希望大家能批評指正。

【關(guān)鍵詞】整流柜;相序繼電器;基準電平;DAC08、快達固態(tài)繼電器

1.前言

整流柜是給PB單元提供工作電源的能源供給裝置。如果它出了問題，則會發(fā)生電源故障。在DX發(fā)射機故障分類中，屬于第一類故障。這將導致發(fā)射機直接關(guān)機或無法開機，因此必須進行正確地處理才能正常播出。不僅要在維護和檢修中要格外細心，而且要對其關(guān)鍵元器件的工作原理和引發(fā)故障現(xiàn)象十分熟悉。只有這樣才能大大縮短處理故障時間，保障安全播出。

2.整流柜相序檢測類故障

整流柜的K7相序檢測器和點火板都具有缺相、相序保護功能。它們分別檢測3相380VAC和3相205VAC（見圖1）。

2.1 K7相序檢測器

監(jiān)相器K7的作用：對從低壓配電盤送來的三相380VAC進行相序檢測，如果其中發(fā)生：（1）輸入電壓低于設(shè)定值（一般設(shè)在370VAC左右）;（2）某一相缺相時;（3）當三相電源相序相反時。（保證發(fā)射機冷卻風扇正轉(zhuǎn)）。

則K7就會產(chǎn)生一個交流故障低電平送到電源控制板J3-3和J3-4。

K7故障現(xiàn)象：A02機PB1出現(xiàn)AC MAIN故障。

故障處理：打開該整流柜機柜門，先用萬用表檢查交流電源正常，發(fā)現(xiàn)相序檢測器指示燈不亮。正常時該指示燈應(yīng)為綠色。調(diào)整整流柜K7門限，將K7-8、9調(diào)整到K7-11、12，并緊固觸點螺絲，重新恢復N-0播出。

故障分析：當380VAC缺相、相序出錯或者K7繼電器觸點接觸不良會造成整流柜DS6和PB的LED顯示板的DS14紅燈亮。

2.2 三相205VAC缺相檢測和節(jié)點設(shè)置

從圖2看出變壓器主交流故障和節(jié)點故障信號是并聯(lián)在一起接到Q5的柵極。發(fā)生故障時，會引起PS的LED顯示板DS4（變壓器主交流故障）紅燈亮，并甩掉故障PB。

電路分析：U16-6的基準電壓為8V。調(diào)整R75，可以調(diào)節(jié)TP3的電壓。當電壓比較器U3-13小于基準電平，則U3-14輸出高電平，通過R76和CR9送到電壓比較器U1-13。提高了該管腳的電壓值。最后基準電平VREF的值也升高。綜上可以看出，關(guān)機故障信號有兩種信號產(chǎn)生的。一路：通過調(diào)整R75可以動態(tài)調(diào)整整流電源輸出。如果TP3的電壓值小于8VDC，U16-1會送出關(guān)機處理信號。另一路：從點火板來，如果3相205VAC故障，通過帶狀電纜J4-16送到Q5，使Q5截止，送出高電平關(guān)機故障信號。

節(jié)點保護原理：在主交流限定電壓的范圍內(nèi)，動態(tài)調(diào)節(jié)基準電壓。其效果相當于負反饋，利用基準電壓的輸出去控制基準電壓。使得基準電壓動態(tài)范圍變小，使其電壓能穩(wěn)定。

基準電壓的作用：由下圖可以看出：通過調(diào)節(jié)R104，來校正250VDC的電壓。如果VREF的值不準的話，那么整個整流柜250VDC的輸出也不準了（見圖3）。

采取的措施：建議可以通過調(diào)整R75使U16-7的管腳電壓盡量高，防止出現(xiàn)節(jié)電而出現(xiàn)主交流故障。

基準電壓的產(chǎn)生（見圖4）：

DAC08芯片：

該電路的核心元件是DAC08，它是一個數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（D/A轉(zhuǎn)換器）。它的特點是輸出的模擬電量與輸入的數(shù)字量成正比。

DAC08的基本原理：

（△是DAC能輸出的最小電流值，稱為DAC 的單位量化電流，它等于D最低位（LSB）為1、其余各位均為0時的模擬輸出電流）。

轉(zhuǎn)換特性：

在PS控制板上，我們只使用其中的三位。（共八位，其它五位接低電平）圖示為輸入為3位二進制數(shù)時的D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性。理想的D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性，應(yīng)是輸出模擬量與輸入數(shù)字量成正比（見圖5、圖6）。

圖5

上電路圖核心元件是DAC08和LM324A芯片。U9（DAC08）是一個并行8位高速輸入D/A轉(zhuǎn)換器;U1（LM324A）是運算放大器。

DCA08高速輸入D/A轉(zhuǎn)換器分析：

求值，由上圖可知=12V/2=6V;和+12V。根據(jù)公式：

最小電流值：

發(fā)射機通電后，PS控制板接到PS-ENABLE指令后，逐漸由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｈ欢M制共有8種狀態(tài)，初始狀態(tài)為“111”，開機后由“110”變化至“000”。

發(fā)射機待機時，8位二進制位為“11100000”，即=128+64+32=224。

根據(jù)U1的“虛短”和“虛斷”特性，U1-13電壓應(yīng)為6VDC，則有以下關(guān)系式：

將發(fā)射機待機時，數(shù)據(jù)代入得：

發(fā)射機開機時，8位二進制位為“00000000”，即，此時輸出最大。

我們知道發(fā)射機正常工作電壓為250VDC。三個二進制有8個狀態(tài)，待機初始狀態(tài)是“111”，開機時從“110”漸變至“000”。這其中有7次變化?？梢酝茖С稣鞴駨?上升到250VDC共7個臺階，而且是按為一個臺階越變的。

對應(yīng)表如下：

狀態(tài) 工作電壓

111 5.743 0

110 6.464 35.7

101 7.192 71.4

100 7.924 107.1

011 8.633 142.8

010 9.375 178.5

001 9.864 214.2

000 10.11 249.9

C16電容作用：

VREF從5.74V～10.11V的變化完成了功放電源從0V～250V的變化。為了抑制在VREF變化過程中出現(xiàn)的過沖現(xiàn)象，R53電阻兩端還跨接了一個C16電容，使得VREF的上升變化曲線趨于平緩。C16的作用很重要。如果沒有這個電容或者損壞的話，VREF的上升變化曲線將變得陡峭。在開機瞬間就可能會出現(xiàn)過流故障。

電路工作分析：

正常工作時，發(fā)射機的工作電壓為250VDC。對于U9來說，此時U9-5、U9-6和U9-7的管腳電壓為高電平。（全0位）。U9-2腳輸出0.1211mA電流。U9（DAC08）是一個DA轉(zhuǎn)換器，如果Bit-1、Bit-2或Bit-3的通路出現(xiàn)開路（如插接不良，PB接口板送來錯誤信號，反向器U7損壞情況等）時，機器此時輸出的電壓由于基準電壓的改變而改變。將不是+250VDC輸出。但也正是基準電壓發(fā)生改變，電源控制板上的主交流、過流、欠壓等檢測電路的閾值發(fā)生變化，該PB不會出現(xiàn)主交流、過流、欠壓等故障現(xiàn)象。我認為該電路設(shè)計是為了實現(xiàn)實時調(diào)壓。對于DX200機來說，這樣設(shè)計十分巧妙，不會因為三個二進制位錯誤，造成發(fā)射機的停播。但對于DX600來說，就存在隱患。由于升壓過程中電壓不一致，造成發(fā)射機阻隔零點高等一系列不良的影響。最近，A02機PB1開機經(jīng)常會出現(xiàn)過流故障。我們之前查看以往的故障手冊，更換了該故障檢測電路上的元器件。故障依舊。我認為它很可能是由于C16電器特性變壞有關(guān)。

3.溫度類故障

現(xiàn)在到了夏季，我臺機房舊中央空調(diào)制冷效果不是很理想。比較容易出現(xiàn)此類故障。整流柜中溫度故障有可控硅溫度故障（DS2紅燈亮）和阻流圈溫度故障（DS3紅燈亮）兩種。出現(xiàn)該故障一般有被測地方溫度過高和溫度開關(guān)失效。

快速處理：首先，查看PB的水流量表和發(fā)射機總流量表是否正常。接著，用紅外線測溫計測量溫度開關(guān)所在位置的溫度。（正?？煽毓璧臏囟葹?5攝氏度，250VDC銅排的溫度為39攝氏度）若溫度確實過高，應(yīng)適當減低發(fā)射機功率并注意觀察溫度情況。如果水流量和溫度環(huán)境都正常，將電源控制板的J3-7、J3-8兩端子短路（可控硅溫度開關(guān)）和J3-9、J3-10兩端子短路（阻流圈溫度開關(guān)）。

4.繼電器故障

K3固態(tài)繼電器故障：

K3是光耦固態(tài)繼電器，在PSRC中是用來驅(qū)動K1（步進啟動接觸器）、K2（運行接觸器）和K5（風機冷卻接觸器）。這三個交流接觸器都是三極常開交流空氣電磁式接觸器。在去年我臺將這三個更換為昆山國力真空式交流接觸器，維護中只要注意接點是否可靠、真空包是否漏氣就可以。

維護工作中，我們可能會認為K3固態(tài)繼電器沒有機械零部件，可靠性高而被忽略。其實固態(tài)繼電器的負載能力與環(huán)境溫度明顯有關(guān)：溫度升高，負載能力將迅速下降。

圖7

最近，我臺A02機PB2和PB3都出現(xiàn)由于K3不吸合，造成PB無法開機的故障。

故障現(xiàn)象：三并機開機，PB3自動甩PB，PS顯示板和PB顯示板無故障顯示。

故障處理：重新三并機，觀察PB3的電壓指示表沒有擺起，說明PB沒有工作電壓。聽PSRC3沒有繼電器吸合的聲音。判斷繼電器有問題。把PSRC3打開，拆下門上防護罩，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)K3-3電壓為11.9VDC正常，將K3-4接地。測量K3-1和K3-2之間電阻為無窮大。判斷K3損壞。予以更換。重新并機，正常。

故障分析：由于進入夏季，機房環(huán)境溫度升高，導致K3損壞。

建議采取措施：將K3和K6繼電器納入PSRC檢修的重點。安裝適當?shù)纳崞?，在SSR與底板之間要均勻地涂上導熱硅脂，同時要保證兩者緊密接觸。

5.結(jié)論

綜上所述，做為一名機房維護人員，首先應(yīng)該熟悉故障的監(jiān)測及保護原理進行深入分析。這對于對故障點及故障原因的正確判斷十分有利。