SW—100F型發射機高末電子管燈絲控制電路的改進

李長征

摘 要：安全播出是廣播發射臺的中心工作，根據廣電總局《廣播電視安全播出管理規定》，臺外事故亦記入停播率統計。各發射臺為了實現既保護電子管的使用壽命，又不影響停播率指標做了許多工作；本文簡述了燈絲調壓器的工作原理，針對發射機燈絲控制系統，當發射機突發斷外電后能夠快速恢復，最大限度的縮短停播時間，對電子管燈絲控制系統進行了又一次技術改造進行了論述。

關鍵詞：發射機 燈絲調壓器 斷電應急按鍵

中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0085-03

發射臺一切工作都圍繞著安全播出，安全播出主要的指標就是停播率，2009年12月16日國家廣播電影電視總局局長王太華簽署發布的國家廣播電影電視總局62號令《廣播電視安全播出管理規定》無線發射主播臺實施細則第四章附則第五十二條規定本單位各環節事故含外電中斷、外部干擾、自然災害等外部原因引發的事故造成的停播均納入停播率的統計。南方因為春、夏兩季雷雨頻發，經常造成外電閃落或短暫中斷。由于發射機設計了電子管保護電路，一旦是電閃落，發射機燈絲調壓器必須在回零以后才能重新升壓，而整個過程需要3min左右。這對于每個發射臺都有數個機房，每個機房都有多部發射機而言，每當發射機因外電的短暫中斷所造成的停播累加起來，都將影響了停播率指標的完成。為此，筆者在保證電子管安全的前提下對發射機燈絲調壓器進行了改造。

1 SW-100F發射機燈絲調壓器的工作原理

自動燈絲調壓器是大功率電子管的專用電源，根據大功率電子管的使用規范，接通燈絲的電源時，要求在初始電壓下逐步升高至工作電壓并穩定在指定的范圍內。斷開電源前反之（從高壓逐漸降至始點），對于超大功率電子管，還要求在升降過程中做適當的停留并在停止工作時，能保留大約為工作電壓1/4的所謂黑燈絲，目的在于保護和延長電子管使用壽命。

SW-100F發射機的自動燈絲調壓器是一種閉環控制系統，主要由調壓器PW4、控制器PW5及接口電路組成。調壓器是輸出電壓范圍很寬的感應調式壓器，輸出電壓可以在0～400V之間調節。調壓器上的位置開關SX和JX分別用來設置輸出電壓的上限和下限值。輸出電壓的調整由三相電機驅動控制器控制電機的正反轉，也就是控制輸出電壓的增大或減小，根據發射機送來的控制信號控制調壓器的啟動（由零位上升）或停止（由正常值下降至零位）。發射機開機后如圖1所示，+24V開機信號通過插座XS2：3送到接口板A2的XS4：3使A2K4吸合，因此時調壓器必然在最低位置零位，下限開關JX接通，接地信號經X302：9、PW5 XS1：19、PW5 A2 XP2：4、PW5 A2 XS1：5使A1K1和A1K2吸合，接點9、13腳導通使PW5 A2 XS1：3與PW5 A2 XS1：4導通，A2K1線包因A2K4的4、8腳閉合形成回路而吸合，發射機加燈絲后燈絲加電信號送至K204使K204吸合，6、9腳接通24V經PW5 XS2：9、A2XS5：1輸出使A2K3吸合，4、8腳接通，如果風水正常的話，K213吸合5、8腳接24V經PW5 XS2：8、A2XS5：2輸出使A2K5吸合，A2X2：8和A2X2：9是短接的因此A2 K2因A2K5的4、8腳A2K1的4、8腳導通而吸合，A2K6因A2K2的9、13腳導通而吸合，A2K6的6、7腳導通使XS5：3與XS5：4導通從而使燈絲繼電器K204A線包得電吸合，在K204A吸合后13、14腳接通經A2K3的4、8腳送至A1XS1：6使A1K3吸合，4、8腳接通使調壓控制板如圖2得到了6V的基準電壓。

A1N1是高精度低漂移運算放大器，作為差分放大器，反相輸入端2號端子接基準電壓由A1V3穩壓管穩壓，A1N1同相輸入取至調壓器輸出端a、b項，經X302：5、X302：6、PW5 XS1：7、PW5 XS1：8送至T1變壓器初級，T1變壓器次級由A1XS2：2、A1XS2：3輸入A1板采樣整流橋，同相輸入電壓即為真實的輸出電壓（即為“采樣”）。此時反向輸入端A1N1的2號端子有基準信號，同相輸入端A1N1的3腳還沒有（或者很?。?，所以A1N1的6腳輸出負電壓，而且幅度很大。A1N2（LM319）為窗口比較器，窗口寬度為2V。輸入信號的絕對值小于1V（稱為門限電平）時，輸出端A1N2-7和A1N2-12均為低電平，大于1V時視極性而定，其中一個必然為高電平。現在輸入為很負的電壓，因此A1IN2-7為高電平，與門A1D3-1（1腳為輸出端，以此表示一個集成電路封裝內多個獨立元件中的某一個，就A1D3 4082雙與門而言，另一個則表示A1D3-13）腳被打開，經反相驅動器D4-14使A1K7吸合，從而使接觸器K2吸合，電機按升壓方向旋轉，燈絲電壓逐步上升，A1N1-3的電壓隨之升高，直至A1N1-6輸出電壓的絕對值小于1V時而停止。當燈絲電壓高于指定范圍，即“采樣”電壓高于基準電壓，則A1N1-6為大于IV的正電壓，A1N2-12為高電平使A1K8吸合，接觸器K3吸合，從而使電機作相反方向旋轉直至A1N1-6小于IV而停止，將燈絲電壓穩定在指定的范圍內。

A1N5-13和A1N5-14組成一個窗口比較器，門限電平有兩種，受A1N5-1控制。A1N5-l為高電平時，A1N5-11約為4V；低電平時約為1.5V。門限電平開始為1.5V（相當于燈絲工作電壓的25%左右，因達到工作電壓時A1N3-1應為6V，與基準電壓相當），但當A1N3-1高于2.7V時，門限電平變為4V。這二點，即約相當于燈絲工作電壓的25%及67%處，作為停留點。在非停留點A1N5-13和A1N5-14至少有一個為低電平，則A1D1-1O為高電平，不會停留，同時A1V6導通，A1N6-3為低電平。在停留點，A1N5-13和A1N5-14均為高電平使A1V6截止，延時電路開始延時。但在延時時間內A1N6-3仍保持低電平，故與非門A1D1-1O變為低電平，從而封鎖了控制電機旋轉的與門A1D3，禁止電機轉動達到暫停的目的。A1V6截止時A1C18開始充電，兩端電壓達到8V以上即延時結束后A1N6-3變為高電平，撤消對A1D3的封鎖。停留時間大約為30s。用S1可以解除停留點。遇冷卻系統發生故障或處于手動方式發射機關機時，就自動連續降燈絲不設停留點。endprint

發射機關機時，K204斷電使K204的6、9腳斷開，經PW5 XS2：9、A2XS5：1使PW5的A2k3斷開4、8腳斷開，從而經A2XS4：2、K204A的13、14腳、A2XS4：1、A2XS1：6使A1K3釋放，失去基準電壓，A1Nl-6輸出很大的正電壓使A1K8吸合，輸出電壓下降，當電壓下降至0V下限位接點JX接通，接地信號經X302：9、PW5 XS1：19、PW5 A2 XP2：4、PW5 A2 XS1：5、PW5 A1 XS1：5使A1k1和A1K2吸合，4、6腳斷開經A1XS1：1、A1XS1：2、PW5 A2 XS1：1、PW5 A2 XS1：2、A2K2的4和8腳、A2XS2：8、A2XS2：9、A2K5的8和4腳使A2K2斷開，A2K2的9和13腳斷開使A2K6線包失電，A2K6的6和7腳斷開經A2XS5：3、A2XS5：4使K204A線包失電斷開，落燈絲完成。

2 SW-100F發射機燈絲調壓器的改進

由SW-100F發射機燈絲調壓器電路分析可知，當發射機外電閃落時為避免接觸器釋放后調壓器不能自動回到零位，從A1R29、A1R30及A1V4在A1V4、A1R25、A1R26和A1C12的結合處注入約+1.1V電壓，正常工作時此點電壓高于+6V，A1V4是截止的，不影響正常工作。另外A2K2是合燈絲繼電器，因線包上并了A2C1和A2C2兩個大電容，短暫停電不會釋放。

針對短時斷電停播時間較長的情況，我們在發射機上進行了試驗。首先斷外電兩秒后，重合電閘發現燈絲調壓器次級K204A斷開，相當于燈絲變壓器初級斷電，同時調壓控制器，從380V向0V下降；再這重復加電過程中，因為燈絲調壓器在380V位置，燈絲調壓器下限位開關未合，A1K1未吸合造成A2K1的9和13腳斷開使A2K1線包因無回路斷開，A2K1的4和8腳不通造成A2K2無法吸合，使A2K6失電造成K204A線包斷電無法吸合，只有當調壓器降至0限位點后接地信號送到A1XS1：5使A1K1吸合9、13導通使A2K1吸合，A2K1的4、8腳導通使A2K2吸合，A2K2的9、13腳導通使A2K6吸合，A2K6的6、7腳導通使K204A線包吸合，燈絲變壓器初級才能得電。通過試驗得知，只要模擬完成燈絲回零信號，K204A就能吸合，燈絲變壓器就能直接得電。此時燈絲調壓器正因為取樣電壓為零而在回零的過程中，當K204A吸合后，取樣電壓得電，與基準電壓比較后燈絲調壓器掉頭向上自動回到380V。

通過以上試驗論證，在調壓控制器的操作面板上安裝一個長開按鍵開關作為斷電應急開關，開關接點并入A1K1的9、13腳，當斷外電使燈絲調壓器回零時，值班人員只要按斷電應急按鈕使A1K1的9、13腳短暫接通，A2K2吸合后經過原升壓過程，調壓器自動回到穩壓狀態燈絲直接得電。因按鍵開關是長開狀態，放開后按鍵接點斷開，對調壓控制器原電路沒有任何影響，在正常開機和關機狀態下按斷電應急開關對發射機狀態也沒有任何影響，只有在斷電的非正常狀態下斷電應急按鈕才起作用。再則，SW-100F發射機電子管功率不是很大，取消燈絲調壓器的暫停功能是完全可行的。SW-100F發射機燈絲電路通過這樣改進，調壓器從0V升至380V只需要四十幾秒，比原來的升燈絲時間減少了近1min時間。

3 斷電應急按鍵功能和使用規定

SW-100F發射機燈絲電路改進后雖然只是增加了斷電應急按鍵，看似平常卻功能顯著。為了充分發揮應急情況下作用，規定了只有在斷外電30s以內來電才能按斷電應急按鍵，超出30s后燈絲應重新從0V升起，以保護電子管。結合歷年的維護經驗我們認為在發射機短時間停電時，由于電子管熱容量大，即使一次加足燈絲電壓對電子管并無危害，發射機原有的限制浪涌電流的措施也能起到一定的作用。為了獲取更加直觀的數據我們在高末電子管燈絲變壓器次級接入一鉗形電流表，實際測量燈絲電壓，在正常情況下燈絲電壓為13.9V，燈絲電流174A，模擬斷外電情況斷開發射機的所有電源，10s后通電測試電子管燈絲的瞬間接通電流，最高達到191A電流，斷開電源20s以后再次測試電子管燈絲的最高瞬時電流為199A，斷開電源30s以后，測試的電子管燈絲最高瞬間電流為215A，斷開電源40s以后，測試得到的電子管燈絲最高瞬間電流為241A。根據模擬測試的數據和查看電子管手冊（燈絲沖擊電流300A）筆者認為停電30s內穩壓380V直接加到高末燈絲變壓器初級對高末電子管影響不大，40s雖然也在安全沖擊電流內，考慮到測試的差異并留有一定的冗余量。因此，規定斷電30s以內方可以使用這個應急按鍵。

4 結語

此次對SW-100F發射機燈絲電路改進，雖然線路改動不大，且只增加了一個按鍵就成功解決了發射機突發斷電時快速恢復的作用。這項技術改進已在我臺同類型發射機上推廣應用，實踐證明這項技術改進值得借鑒參考。

參考文獻

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[3] 趙勇.SW-100F型100KW短波廣播發射機高末電子管燈絲電壓控制電路的改造[J].廣播電視信息，2017（S1）.endprint