HARRIS Z10調(diào)頻發(fā)射機(jī)的電源原理和故障分析

廣東省九0三電視調(diào)頻臺 盧劍鋒

中山廣播電視臺 李偉進(jìn)

1.引言

廣東省九0三電視調(diào)頻臺現(xiàn)有7臺HARRIS調(diào)頻發(fā)射機(jī)，其中1部PT10，6部Z10，7部調(diào)頻發(fā)射機(jī)都采用3相4線制（342-432VAC）供電方式。PT10的主功放電源是可控硅調(diào)壓，通過調(diào)整導(dǎo)通角來調(diào)整輸出電壓，從而改變輸出功率；Z10的主功放電源是固定電壓輸出（48V，50V，52V，54V其中一種）。本文對Z10發(fā)射機(jī)的電源進(jìn)行分析，從而更好了解該調(diào)頻發(fā)射機(jī)的電源。

2.供電方框圖介紹

發(fā)射機(jī)中有兩個不同的供電系統(tǒng)，一個是功放模塊供電系統(tǒng)，一個是低壓供電系統(tǒng)。

3.低壓供電系統(tǒng)（見圖1）

低壓供電系統(tǒng)是一塊PC板，安裝在發(fā)射機(jī)的后面，靠近主電流接觸器，標(biāo)為A19。但無論三相還是單相，低壓供電電路板都是一樣的。只有接到該板上的交流接線（AC）不同。從而提供了本機(jī)所有電路需要的直流電壓。包括有：+20VDC -20VDC +10VDC

這些電壓先送入整流板處理后再送入主控制器電路板，該板上有三個繼電器：A19K1，A19K2及A19K3。開機(jī)時，LIFE SUPPORT板通過W22的J2—1（低電平啟動）使A19K1接通（零線）主電流接觸器（簡稱為K1），將三相電源送入PA供電系統(tǒng)，與此同時，A19K2吸合通過交流電（火線），使雙激勵器正常工作。A19K3啟動風(fēng)速選擇繼電器K2，對風(fēng)速進(jìn)行選擇（開機(jī)時高速，運(yùn)行正常后低速）。K2裝在主AC電流接觸器附近。

圖1

4.PA功放模塊供電系統(tǒng)

本機(jī)有四個主供電變壓器,為PS1,PS2,PS3及PS4，分為二組進(jìn)行工作。圖4-1上標(biāo)明了此四個供電變壓器的位置及來電接口，圖4-1是其中一個電源的位置圖和供安裝和拆卸的連接圖。圖4-2是供功放用的其中一個三相電源變壓器的簡化圖（如果是三相四線制，則初級繞組應(yīng)接成WYE形）。兩個次級繞組的輸出經(jīng)由扼流圈合成，再經(jīng)一個120000uF的電容進(jìn)行濾波。主繞組及兩個次級繞組（相角不同）的組合產(chǎn)生了一個600/720Hz的紋波輸出信號（對輸入為50/60Hz而言）。每個次級繞組都有四個可供選擇的電壓抽頭。每個抽頭經(jīng)過SCR（晶閘管）接至地，SCR在這里用作一個抽頭開關(guān)，將輸出適當(dāng)直流電壓的抽頭接通，等效一個半波整流器。每個次級繞組有12個SCR（每組繞線有4個），但繞組中在同一時刻只有三個SCR導(dǎo)通，通過改變變壓器的線圈匝數(shù)比，可以控制輸出的直流電壓。通過改變初次級繞組的匝數(shù)比，次級繞組的四個抽頭分別可輸出直流48V，50V，52V及54V。抽頭開關(guān)由供電控制器板控制。有4個獨(dú)立的供電模塊，為PS1，PS2，PS3及PS4。每個模塊為PA中32個放大器中的8個供電。PS1，PS2為Z-Plane A和B及IPA-AB供電，PS3，PS4為Z-Plane C和D及IPA-CD供電。

注意：

每個供電模塊都有與它相對應(yīng)的功放模塊。例如：PS1電源給受PA控制器1控制的功放供電。

4.1 3相PA供電

發(fā)射機(jī)的3相AC輸入直接接到主AC接觸器K1上。接觸器的變壓器一端并行連接到位于發(fā)射機(jī)的底部T1、T2、T3、T4變壓器的初級。變壓器的初級根據(jù)AC輸入的方式依據(jù)輸入電壓連接檔位和使用3或4線連接。在整體系統(tǒng)方框圖可找到檔位表。

每個變壓器有2個WYE 次級，用中心接線整流輸出52VDC（標(biāo)稱）。注意，無論AC輸入電壓和設(shè)置如何，次級是一樣的。兩個次級的輸出經(jīng)過大扼流圈L1-L8匯合。C1、C2、C5和C6（120，000uf）濾波電容，提供最后的濾波。

每個變壓器的次級檔位連接到整流器板。次級用唯一的檔位開關(guān)設(shè)計(jì)，提供粗略的穩(wěn)壓小階梯，從48V—52VDC（每檔改變約為2VDC），以補(bǔ)償3相AC的變化。

4.2 整流器板

整流器板有SCR（可控硅），用于檔位切換、3相AC的整流和供電的開關(guān)。每個次級繞組有四檔，參考圖4-3。每個檔位有一個SCR接地。電源控制器可以在每個繞組和確定的時間打開四個SCR中的任何一個。在DC的輸出不夠高時，PS控制器通過打開不同的SCR改變變壓器的變比，使用另外的次級檔位。最靠近中間的檔提供最少的次級圈數(shù)，因而提供最低的電壓。這也意味著，因?yàn)榇渭売杏玫娜?shù)更多，離中間最遠(yuǎn)的檔提供最高的DC輸出。

在每個變壓器的頂端安裝了2個整流器。有A面和B面，兩者都顯示在同一電路圖上。圖的左邊是A，右邊是B（除了圖3只有B面）。兩個板也只有一個部件編號。整流器板A用于變壓器次級A，而整流器板B用于變壓器次級B。整流器板工作在并行狀態(tài)并由一橡膠電纜J3連接，在圖的中間連接A和B 面。

以下的討論要參考整流器電路圖和圖4-3。整流器板執(zhí)行以下3個主要功能：

（1）利用SCR動態(tài)切換次級檔位，以維持相對穩(wěn)定的供電電壓，這樣不管3相AC電壓的波動也維持發(fā)射機(jī)恒定的功率輸出。也允許控制器通過在約6V的范圍內(nèi)選擇最好的電源電壓來優(yōu)化發(fā)射機(jī)效率。注意，在正常的運(yùn)行狀態(tài)，最優(yōu)的發(fā)射機(jī)最可能是運(yùn)行在48V檔，標(biāo)示為TAP1。

（2）PA（功放）電源軟啟動。（3）PA（功放）電源放電

表1 哈里斯調(diào)頻發(fā)射機(jī)故障列表歸納分析

4.3 檔位切換電路操作

SCR的控制信號高電平有效，直接從PS控制器板來。在以下位置進(jìn)入各電源的B整流器板：

● J4-1——DRIVER1=TAP1（有效時為48V檔）

● J4-3——DRIVER2=TAP2（有效時為50V檔）

● J4-5——DRIVER3=TAP3（有效時為52V檔）

● J4-7——DRIVER4=TAP4（有效時為54V檔）

注意：

48V檔位的電路在此解釋，另3個是同樣的，但附在不同變壓器的次級繞組檔上。

DRIVER1 信號用來啟用48VDC的次級檔。該檔在診斷顯示上設(shè)定為TAP 1。當(dāng)有效時（高），導(dǎo)致U2-17的輸出變低。這樣打開Q28，Q28使用10VB-SS，此時稱為DRIVER-1，到達(dá)R12，R12在48V部分的B面。連接電纜J3連接同一信號到在48V整流器部分A面的R25上。

10VB-SS（SS=軟啟動）只有在J4-6上的DISCHARGE信號有效時才存在。10VB-SS偏置在B面的二極管CR4、CR8和CR12和A面的CR13、CR17和CR21。這樣打開相應(yīng)的SCR，B面的Q4、Q8和Q12，A面的Q13、Q17和Q21。每個SCR正極接地，陰極通過30A的保險絲到A面的L5、M5和N5，B面的L4、M4和N4。（這些連接可參考整體系統(tǒng)方框圖）。注意，在2變壓器次級，無論A、B面的SCR都選相同的檔位（最低電壓）

4.4 軟啟動

在啟動發(fā)射機(jī)的同時，激活了一套第五組的SCR，如圖4-4所示。這些SCR連接到變壓器次級繞組的低壓輸出抽頭“B”（所謂低壓抽頭，即在次級繞組上的線圈匝數(shù)幾乎為0）。這些軟啟動SCR通過一個浪涌電流吸收電阻接至地，而不象其它SCR那樣直接接地。使用軟啟動技術(shù)抑制了開機(jī)供電霎間產(chǎn)生的浪涌電流。軟啟動提供了三秒的開機(jī)保護(hù)時間，三秒過后，吸收電阻被導(dǎo)通的SCR旁路，這些SCR一端接至低壓輸出抽頭部分，一端接至地，使機(jī)器的供電處于額定狀態(tài)下。如果電壓不夠高，供電控制器將會激活下一個高電壓輸出抽頭，直至輸出直流電壓為+52V，或變壓器已切換到輸出電壓為最大值的抽頭止。

3功放的52V直流供電部分也采用軟開關(guān)電阻進(jìn)行放電。放電電路在整流板上，當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)閉時放電電路開始作用，斷切SCR并保護(hù)電源，避免放電時再次誤導(dǎo)通發(fā)射機(jī)。

當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)閉時，PA放電電路利用R48釋放電荷。DISCHARGE信號低有效，來自PS控制器板。變低后，引起U2-14輸出變高。完成以下2件事：

a.首先，保持CR31的偏壓，它允許柵極Q33通過R54拉高，關(guān)閉Q33。去掉啟動變壓器檔位的10VB-SS。防止PA電源（以及軟啟動）因DISCHARGE信號有效而啟動。

b.其次，Q37的基極拉高，將其關(guān)閉。R62拉低Q29、Q31的柵極，使之打開。Q29、Q31連接R48到52VDC的開關(guān)，電源被放電。

4.6 電壓取樣

用301K歐姆（R6，R4，R19，R24，R33，R38）的電阻從48V檔取樣2個AC電壓。一個來自A次級在J4-14，一個來自B次級在J4-13。取樣是頻率為360Hz抖動的DC，相當(dāng)于DC電源輸出的平均大小。送到PS控制器，并根據(jù)脈沖的平均大小（DC）控制檔位開關(guān)。信號也用60Hz的帶通濾波檢測SCR保險絲熔斷和120Hz的檢測AC輸入缺相。

判斷是否檔故障（熔斷保險絲），參考診斷顯示。例如，要檢查電源1（PS1）上檔位的狀態(tài)，按[STATUS，D，A，A，D]。圖4-5顯示在屏幕上。

4.7 IPA（中間功率放大器） 供電電壓

Z10中，每個IPA由2個電壓供電。IPA-AB來自PS1和PS2而IPA-CD來自PS3和PS4。IPA供電線在送往IPA前，在整流器板上二極管并合起來。這意味著，失去一個電源不會失去一個IPA，使發(fā)射機(jī)繼續(xù)播出。

5.如表1是我臺多年來出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及處理的情況表

以上是我們在實(shí)際維護(hù)哈里斯發(fā)射機(jī)電源系統(tǒng)中碰到的一些常見的故障及基本分析，希望本文能對有相關(guān)發(fā)射機(jī)的臺站在今后的維護(hù)檢修工作有所幫助。

[1]廖建華,劉剛,葉偉明,廖德杰等.調(diào)頻發(fā)射機(jī)運(yùn)行維護(hù)手冊.

[2]HARRIS PLATINUM Z10.整機(jī)技術(shù)手冊.

[3]趙偉.全固態(tài)調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)操作、維護(hù)與測試[M].中國廣播電視出版社.

[4]廣東省九0三電視調(diào)頻臺.設(shè)備常見故障處理方法.