PSM大板工作原理及常見故障分析

邱華洽（國家新聞出版廣電總局七六一臺,福建 永安 366000 ）

PSM大板工作原理及常見故障分析

邱華洽
（國家新聞出版廣電總局七六一臺,福建 永安 366000 ）

發(fā)射機(jī)PSM大板故障是發(fā)射機(jī)常見故障，故障原因有諸多方面，然而如何在播音間隙準(zhǔn)確判斷故障所在，正確排除是每一位值機(jī)員必須具備的基本技能。本文介紹了PSM大板的工作原理及其常見的故障，并對故障做了簡單的分析處理。

PSM；功率模塊；二極管；整流；濾波

1 前言

脈沖階梯調(diào)制技術(shù)在PSM短波發(fā)射機(jī)中運用廣泛，我臺所以發(fā)射機(jī)都應(yīng)有了該技術(shù)。該技術(shù)的運用方式是主整和調(diào)幅器合二為一，把主整電壓化整為零，主整由48組功率開關(guān)模塊串聯(lián)疊加而成。由圖1所示的絕緣門雙極極晶體管（IGBT）的電子開關(guān)控制著每組功率模塊上整流器的輸出電壓，而音頻調(diào)制信號和數(shù)字化直流控制信號對這些開關(guān)又起著控制作用，也就是合斷功率開關(guān)模塊的數(shù)量受控于調(diào)制音頻信號幅度以實現(xiàn)調(diào)制，不管是調(diào)制時還是載波時，48個功率模塊都是通過環(huán)形調(diào)制器保持著循環(huán)通斷的狀態(tài)。以先合先拉的原則循環(huán)通斷。熟練掌握PSM大板工作原理，對有故障的模塊及時排除工作，保證48個功率開關(guān)模塊能處于正常的運行狀態(tài)，對于保證發(fā)射機(jī)的正常播音有非常重要的意義。

2 PSM工作原理

現(xiàn)以SW100B型短波發(fā)射機(jī)為例，發(fā)射機(jī)射頻末級所需的調(diào)幅電壓正是由脈沖階梯調(diào)制器提供的，脈沖階梯調(diào)制既可以提供調(diào)制功率也可以提供載波功率。在載波狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)射頻末級所需的一個與載波功率相對應(yīng)的直流電壓，在滿調(diào)幅狀態(tài)下，射頻末級從O和兩倍的直流載波電壓值（2E）的范圍內(nèi)變化的電壓。而該電壓是一個直流疊加音頻成分的高壓，并送到發(fā)射機(jī)的高末屏極進(jìn)行調(diào)制，該電壓的形成卻是由多種電壓分量疊加而成的，它們分別是：電壓直流分量上（對應(yīng)于載波）疊加音頻分量（對應(yīng)于調(diào)制音頻）形成一個具有階梯形狀的電壓，又通過低通濾波器濾除階梯紋波的。

SW100B型短波發(fā)射機(jī)有48級為屏極提供電壓的PSM開關(guān)，每一級輸出電壓為500V，載波時，射頻被調(diào)極的直流屏壓由21級PSM開關(guān)提供，這樣該直流屏壓的數(shù)值為21級PSM開關(guān)疊加之和其數(shù)值為10500V；滿調(diào)幅時的直流屏壓用42級PSM開關(guān)提供，其疊加電壓為21000V；剩余的6級PSM開關(guān)為充當(dāng)備份。當(dāng)所有開關(guān)都處于拉開狀態(tài)，輸出通路為經(jīng)過所有空轉(zhuǎn)二極管，輸出端的電壓為零。而當(dāng)其中任何一級PSM開關(guān)被合上時，這一級PSM開關(guān)產(chǎn)生電流并通過其它47組PSM模塊的空轉(zhuǎn)二極管流到負(fù)載，此時輸出電壓為500V，當(dāng)?shù)诙€開關(guān)級（除已合開關(guān)的任一級）被合上，這時輸出電壓為1000V。特別指出當(dāng)調(diào)幅度m(+1)=1，閉合開關(guān)數(shù)為42，調(diào)幅度m=0，閉合開關(guān)數(shù)為21，調(diào)幅度m(-1)=1相對應(yīng)的閉合開關(guān)數(shù)依次為0；這樣就容易類推出其它各調(diào)幅度對應(yīng)的閉合開關(guān)數(shù)了。

3 PSM大板的組成結(jié)構(gòu)

圖1是一個功率開關(guān)模塊的電路，也就是一級PSM開關(guān)電路。

一個功率開關(guān)模塊由三部分組成，如圖1所示分別是：

（1）一套三相全波整流及其濾波電路；該電路為末端提供所需要的直流電壓。

（2）主要由一只絕緣門雙極晶體管（IGBT）組成的電子開關(guān)；該開關(guān)控制著該級PSM開關(guān)的閉合和斷開。

（3）用于電子開關(guān)關(guān)斷時旁路負(fù)載電流的反向二極管（空轉(zhuǎn)二極管），也叫箝位二極管。

4 PSM大板的常見故障分析

每一部發(fā)射機(jī)的PSM開關(guān)數(shù)為48個，而42個PSM開關(guān)閉合且正常工作就能滿足滿調(diào)幅所需要的21000V直流屏壓，所以剩于6級PSM開關(guān)是充當(dāng)備份的。一般情況下PSM大板大面積故障導(dǎo)致發(fā)射機(jī)無法正常運行的概率是很小的，但一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)面板上有模塊燈滅了關(guān)機(jī)后應(yīng)及時排除故障以免影響發(fā)射機(jī)正常運行。下面對常見的故障做簡要分析。

4.1 PSM模塊狀態(tài)指示燈滅，反向二極管和IGBT擊穿

卸下指示燈相對應(yīng)的模塊，用萬用表測量反向二極管和IGBT，發(fā)現(xiàn)反向二極管和IGBT被擊穿。由圖1可知當(dāng)反向二極管和IGBT擊穿，相應(yīng)的PSM模塊輸出電源短路，三相電源的保險和過壓保護(hù)的壓敏電阻燒開路。此時更換反向二極管、IGBT和被燒壞的壓敏電阻和保險，再測量幾個容易出現(xiàn)故障的幾個元件，確保正常的情況下試機(jī)，觀察相對應(yīng)指示燈是應(yīng)點亮。

4..2 PSM模塊狀態(tài)指示燈滅，濾波電容、和均壓電阻（15）開路

用萬用表測量濾波電容、和均壓電阻（15）開路。分析原因，因電容上的電壓和電感上的電流不能突變，當(dāng)PSM功率模塊電路出現(xiàn)故障時，在電容斷開瞬間，電路瞬間響應(yīng)電路中會出現(xiàn)異常電壓、電流，導(dǎo)致保險和過壓保護(hù)的壓敏電阻燒開路。此時更換濾波損壞的電容與、均壓電阻（15）、壓敏電阻和保險，再測量幾個容易出現(xiàn)故障的幾個原件，確保正常的情況下試機(jī)，觀察相對應(yīng)指示燈應(yīng)點亮。

5 小結(jié)

PSM發(fā)射機(jī)是目前國內(nèi)短波廣播發(fā)射機(jī)中較為先進(jìn)且應(yīng)用較為廣泛的廣播發(fā)射機(jī)，效率高、故障率低、且故障易于處理。本文介紹了PSM調(diào)制技術(shù)和PSM大板工作原理，使我們對PSM工作原理和PSM大板中各部件主要功能有了更加深入的了解，對快速處理PSM功率大板故障也有所幫助，確保發(fā)射機(jī)滿功率播出。

[1]鄒曉范.廣播電視信息[J].廣播電視信息雜志社,2008(09).

[2]魏瑞發(fā),陳錫安.脈階調(diào)制設(shè)備[J].廣播電影電視總局無線電臺管理局,1992(05):1-68.

邱華洽,男,(1986-),主要從事:短波發(fā)射機(jī)值機(jī)。