PDM 10 kW中波發射機外部聯鎖原理及其故障處理

摘要：全固態中波發射機的創新發展是對原有中波發射行業的一項技術變革。它具有效率高、安全穩定、維修便捷等特點。在實際應用過程中，全固態中波發射機為了保障維修人員的人身安全，設置了多項聯鎖，包括外部聯鎖、門聯鎖和電纜聯鎖。文章主要介紹了中波發射機聯鎖的設計原則、外部聯鎖工作原理及其故障處理方法，幫助工程人員直接、快速、準確地處理相關問題，降低了人工和時間成本，提高了發射機播出的穩定性和高效性。

關鍵詞：外部聯鎖；繼電器；檢測取樣電路；故障處理

中圖分類號：TN838

文獻標志碼：A

0 引言

隨著現代科學技術和通信行業的快速發展，電子產品正在悄無聲息地改變著人們的工作和生活。中波發射機技術的迭代速度也逐漸加快。20世紀80年代以來，盛行的電子管發射機已陸續更新為如今的全固態中波發射機。PDM全固態中波發射機主要由4大件組成，包括電源系統、音頻系統、射頻系統和控制系統。筆者以廣東省廣播電視技術中心揭陽中波轉播臺（以下簡稱“本臺”）采用的哈廣PDM全固態中波發射機為例，簡述了發射機的外部聯鎖工作原理及其注意事項，并且有針對性地對典型故障案例進行分析研究，提供一系列故障排除步驟，深度剖析問題，形成解決方案，保障發射機安全播出。

1 中波發射機聯鎖的組成

中波發射機的聯鎖問題主要可以總結為3種故障，主要分為電纜聯鎖故障、門聯鎖故障和外部聯鎖故障。

1.1 電纜聯鎖

全固態中波發射機的電纜聯鎖主要組成部分有主功率合成板、推動級功率合成板、控制板、調制編碼板。PDM 10 kW中波發射機總共有52塊功放模塊板。其中，有4塊推動板，插在推動級功率合成板之上；另外，還有48塊功放板，插在主功率合成板上。發射機上總共有13組電纜線，每組線分別控制4塊功放模塊。其中，1組線控制4塊推動板，剩余12組線控制48塊功放板。

1.1.1 主功率合成板電纜聯鎖

功率合成器母板上有6塊小臺階功率放大器模塊和42塊大臺階功率放大器模塊與調制編碼板上的聯鎖檢測電路一起構成回路。聯鎖檢測電路由上拉電阻和FPGA器件構成^［1］，如圖1所示。

1.1.2 推動級功率合成板電纜聯鎖

推動級功率合成板由1組電纜控制線和檢測電路組成，如圖2所示。機器正常運行時，檢測電路中的比較器同向端電平為+16 V，而反向端輸出電平為+14 V。比較器輸出高電平，無故障報警，故障燈不亮。

1.2 門聯鎖

全固態中波發射機的門聯鎖主要組成部分有電源機柜門聯鎖和網絡柜接地棒聯鎖。通過對電源機柜門以及接地棒觸點的開閉，從而實現門聯鎖的控制。

哈廣發射機門聯鎖電路如圖3所示。在正常工作狀態下，電源機柜門和網絡接地棒處于到位狀態。此時，位置開關為閉合。機柜門開關和網絡柜開關的閉合使電源取樣板上的X4-5和X5-15接地，并由X5-15的低電平激勵控制板A38，使X7-15工作。反之，若門未關閉或者接地棒放置不到位，+30 V經過R41/R44分壓后產生一個正的直流電壓送入控制板上的聯鎖狀態電路，發射機面板顯示器故障監測界面“門狀態”顯示“故障”^［2］。

1.3 外部聯鎖

外部聯鎖故障屬于發射機的第1類故障。技術人員在故障處理過程中，應根據實際情況，運用相關工具和儀器進行測試排查，從而快速有效地辨別聯鎖故障類型，并對其進行有針對性的處理。

外部聯鎖模塊在發射機機柜的側上方，該聯鎖是為了發射機安全播出和維修人員人身安全而專門設置的電氣聯鎖。發射機內部的聯鎖板上有兩個接線口。技術人員把兩個端口對接上時，發射機外部聯鎖沒有問題，顯示板上為綠燈。在故障處理中，需要用到外部聯鎖時，技術人員只需將相應的兩個接線端接上外部的監控器件即可。

2 PDM中波發射機外部聯鎖電路的工作原理

哈廣中波發射機的外部聯鎖保護電路如圖4所示。當中波發射機出現外部聯鎖故障時，發射機會產生一串指令代碼。該代碼會通過“開/關機控制邏輯電路”對發射機輸入強制執行指令。發射機收到指令后，會在高壓位緊急制止發射機工作，在低電位時阻止發射機啟動。這個過程會一直持續到發射機恢復正常工作。當故障排除，發射機各項指標正常后，外部聯鎖關停，發射機重新恢復開機，正常播出任務。

外部聯鎖保護電路主要構成部分有集成電路FPGA模塊、功率合成器、繼電器控制板、開關電源和電源取樣板。

發射機大部分電路集成在FPGA中，正常運行狀態下的開機程序為：發射機接到一個開機信號后，FPGA向繼電器控制板和交流接觸器JK1、JK2驅動電路發送開機請求^［3］。當JK1閉合時，因為電容的儲能作用，380 V AC電源通過限流電阻給高壓器初級加壓，開始限流輸入，再通過1.2 s后，JK4閉合，電源通過JK4短接阻止限流電阻的輸出，380 V電源開始全功率輸出。經過T2變壓為+24 V，交流觸發器JK1和JK2是通過+24 V電源驅動。驅動電源由+30 V和+60 V電壓的次級中心值并經過JK3和JK4的常開點接入。接觸器驅動到導通后，會通過光電隔離器N5和N6，發送信號激勵V11和V12導通，從而使JK1和JK2通電。此時，JK1和JK2一端接入+30 V，另一端接入+24 V，使其產生交流電壓，驅動JK1和JK2吸合，繼而通過熔斷器F6和繼電器K6與外部串聯。JK1和JK2主要負責門聯鎖的啟動閉合，而JK3則更多地反映為外部聯鎖故障的有效保護。全程XS2-4和XS2-5的開合對應JK3的開關。

3 發射機外部聯鎖故障處理案例一

3.1 故障現象

在巡機過程中，本臺一部PDM 10 kW發射機突然異常報警，發射機落高壓，無功率輸出，隨即發射機顯示屏上彈出故障現象：外部聯鎖故障。緊急按下復位鍵，靜待20 s，觀察發射機故障依然存在。關機后重啟，未見變化。隨即倒換備機，保證節目正常播出，開始修機。

3.2 故障分析

從故障情況上看，該故障可能源于多方面的原因，諸如電源供電不足、元器件虛焊假焊、繼電器K3老化打火現象、繼電器受天氣影響造成吸合力不足以及熔斷器F6開路等。此類故障均為發射機在運行過程中呈現出來的軟故障，故技術人員在故障檢修中應根據發射機原理圖對照實際情況，觀察元器件是否損壞、工作過程中是否異常、是否有出現異味、鏈路鏈接是否正常等，從而全面地分析外部聯鎖故障，針對性地檢修、處理。

3.3 故障處理

（1）在保障節目安全播出的情況下，試驗一臺功能正常的發射機，同時將故障機（備機）接上假負載，以此來參考故障機存在的問題。

（2）打開發射機開關按鈕，此時聽到發射機內部傳來“咚”一聲，隨后顯示屏仍然顯示“外部聯鎖故障”。在正常情況下，由于發射機啟動過程中繼電器K3和K4吸合動作，應聽到“咚”“咚”兩聲，故初步判斷為繼電器損壞或接觸不良。

（3）關閉發射機開關按鈕，打開機柜門，聞到機箱內有燒焦異味，同時觀察到繼電器K3-1處開路。將斷開處連接上，重新開機，此時故障情況仍然不變。繼續排查發現，繼電器K3下方接線角有黑塊，由此判斷K3是由于老化打火而燒壞，更換新的繼電器，依次焊上6個連接腳，檢查無誤，重新開機。故障現象仍然不變。

（4）關閉發射機，用萬用表電阻擋測量繼電器K3-1和直流穩壓電源模塊X4-6、X4-7，測試為導通狀態，說明線路傳輸正常。打開發射機，測量開關電源供電電壓為36.2 V，數據正常；X4-6、X4-7電壓為35.8 V，也正常。此時，可以確定，發射機外部聯鎖異常情況與直流穩壓電源和繼電器無關。

（5）觀察電源取樣板，發現上邊的元器件和線路連接均良好。

（6）打開發射機柜后門，檢查發射機風扇，發現風扇狀態良好，撥動風扇葉片，能正常旋轉不卡頓。

（7）檢查熔斷器，撬開熔斷器上6個保險絲，用萬用表電阻擋挨個測量，保險絲均正常無斷開。

（8）繼續排查，發現發射機內部F6/1A保險絲燒斷，更換新的保險絲。

（9）再次打開發射機，發射機“咚”“咚”兩聲后，開始啟動。發射機上高壓，功率10 kW正常，電流50 A也正常。控制臺監聽播出信號，效果良好。觀察發射機運行0.5 h，各項參數均正常，故障排除處理完成。

4 發射機外部聯鎖故障處理案例二

4.1 故障現象

在日常工作中，本臺一部1 017 kHz中波發射機出現異常報警，立即按下復位鍵，仍出現故障現象。重新開機，依然出現“外部聯鎖故障”。隨即倒換備機，保證節目正常播出的前提下，開始修機。

4.2 故障分析

出現外部聯鎖故障，一般要結合實際情況檢查，逐步排除。首先應將電源取樣板上的X2-4與X2-5短接，若顯示正常，則故障出在天線切換器內部電路或其連接線上。若還是顯示不正常，則繼續按以下步驟檢查^［4］。初步判定為外部聯鎖線路故障。結合檢修經驗，外部連鎖線路為：保險絲F6/1A→繼電器K5→A24熔斷器（X4-1～X4-4）→繼電器K3。

4.3 故障處理

（1）用萬用表對整條線路進行分段式檢查。結果發現，外部聯鎖線路所涉及的元器件F6、K5、A24、K3均正常。

（2）檢查檢測取樣板，如果外部聯鎖檢測電路不能正常工作，芯片N1-80C196KC就會通過程序阻止發射機運行啟動，如圖5所示。

（3）取樣檢測電路有兩路檢測信號，一路通過R11、R12和V4提供K3輔助控制，一路通過R13、R14提供門聯鎖檢測，而檢測取樣電路則由第一路構成。在日常運行中，V4的基極和集電極應該均為高電平，此時N8-1也為高電平，N1-80C196KC發送啟動命令。用萬用表測量控制器板三極管V4，b極為高電平，c極輸出為低電平。根據三極管工作原理，當b

極為高電平時，三極管工作在截止狀態，c極輸出應為高電平^［5］。當c極為低電平時，N8-1也輸出低電平，N1-80C196KC就會通過程序阻止發射機運行啟動。

（4）更換新的V4，檢查發射機元器件和線路連接無誤后，開啟發射機，顯示屏各項參數正常，升高壓，發射機正常運行。

5 結語

本文通過講解發射機外部聯鎖原理及其故障處理實例，深入探討了發射機外部聯鎖的功能構造和注意要點。發射機外部聯鎖是發射機4大聯鎖之一，其功能模塊雖簡單，但卻是發射機運行的基礎。該部件能夠有效地為檢修人員的安全提供保障，因此技術人員在開機過程中，要時刻留心發射機的微小異常，保證萬無一失。

參考文獻

［1］王麗君.DAM中波發射機聯鎖保護電路的原理與故障分析［J］.通訊世界，2015（12）：5-6.

［2］覃剛.哈廣DAM 10 kW發射機聯鎖電路分析與故障處理［J］.西部廣播電視，2020（15）：240-242.

［3］杜事桂.哈廣中波發射機外部聯鎖電路應用及故障檢修實例［J］.視聽，2017（5）：73-75.

［4］賈凱民.哈廣10 kW機門聯鎖和外部聯鎖電路分析與故障維修［J］.西部廣播電視，2015（4）：169，173.

［5］郭煒.哈廣GZ-GS10K-Ⅱ型全固態中波數字調幅廣播發射機開機原理及技術維護分析［J］.東南傳播，2017（6）：153-156.

（編輯 王永超）

Principle of external interlocking of PDM 10 kW medium wave transmitter and its troubleshooting

Zheng Xixun

（Jieyang Medium Wave Rebroadcasting Station of Guangdong Province， Jieyang 522000， China）

Abstract： The innovation and development of all solid state MW transmitter is a technological change to the original MW transmitter industry. It has the characteristics of high efficiency， safety， stability and convenient maintenance. In the actual application process， in order to ensure the personal safety of maintenance personnel， all solid state MW transmitter has set up a number of interlocks， including external interlocking， door interlocking and cable interlocking. This paper mainly introduces the design principle of MW transmitter interlocking， the working principle of external interlocking and the troubleshooting method， which help engineers directly， quickly and accurately deal with relevant problems， reduce labor and time costs， and improve the stability and efficiency of transmitter broadcasting.

Key words： external interlock; relay; detection sampling circuit; fault handling