全固態調頻廣播發射機開關電源的工作原理及典型故障分析

齊 達，潘興陸

海峽之聲廣播電臺，福建福州 350012

開關電源的交流輸入電壓范圍大，輸出穩定，效率高，常被應用于微電子產品中。全固態調頻廣播發射機為使功放模塊獲得穩定的直流電壓也廣泛使用。它的工作原理是將交流電壓先整流成直流電壓，再將直流變成高頻（10kHz～50kHz）脈沖電壓，然后再經脈沖變壓變成多組脈沖信號，最后將脈沖信號整流濾波形成直流電壓。現以我臺TF520全固態調頻廣播發射機中使用的DUM-3000 W功放開關電源為例來分析開關電源的工作原理和典型故障。

1 DUM-3000W-UC3875開關電源工作原理

DUM-3000W-UC3875開關電源是使用UC3875移相控制芯片驅動開關管工作的，它輸入為三相交流380V，輸出四路約為48 V直流電壓。這種開關電源是由電磁干擾濾波器（EMI）、整流電路、開關控制電路、高頻變壓、低壓整流濾波、輔助供電電路以及控制電路7部分組成。

圖1 整流濾波緩啟動電路

圖2 輸出高頻交流電路

圖1為整流濾波緩啟動電路，當雷電產生高壓經電網竄入電源時，由壓敏電阻R101、R102、R103和保險F101、F102組成的電路進行保護。若壓敏電阻兩端電壓超過標稱電壓時，其電阻急劇減小，而電流急劇增大，導致熔斷器F101、F102迅速熔斷以保護后級電路器件。L101和C101～C106組成的濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾。同時，也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。V110和V111為兩個KBPC3510整流模塊，經整流后輸出的對地直流電壓約為265V。N101、D106及J101等元件構成緩啟動電路，給移相控制電路一緩沖時間。

如圖2所示，兩個驅動變壓器T102和T101控制4個開關管，對角的一對開關元件同步工作，并有序的交替。例如，D102和D105同時“導通”，這兩個開關管“斷開”的同時， D103和D104 “導通”，這樣依次“導通”，從而輸出方波交流信號。

圖3 輔助供電電路圖

圖3為輔助電路圖，此部分的作用是為控制部分提供電源。交流電經整流濾波后，因T401次級線圈感應瞬間電動勢，產生一電壓，依次觸發N401和場效應管V401(TOP223)導通，最后逐漸使輸出電壓穩定在±12V和+5V。

2 DUM3000W電源故障分析

2.1 交流輸入指示燈不亮

交流輸入指示燈，如果“輸入”指示燈不亮，則證明無交流電輸入。針對這個故障首先檢查交流輸入電源是否正常，電源進線的保險管是否完好。筆者結合實際維護中發現圖3電路中的V401（TOP223）與C405(（400V/10μF）經常容易損壞，建議在維修時可先行檢查。

2.2 交流輸入指示燈亮但無直流輸出

針對無直流輸出這個故障，首先檢查入電源模塊的三相電接線端子是否連接可靠；檢查電源進線保險管是否完好。測試整流橋V110和V111輸出直流的電壓值，一般一端對地約為265V，其次在斷電情況下測量整流橋和4支開關管，測量整流橋的方法和測量普通二極管一致；測量4支開關管時，用萬用表測二極管檔測4支開關管G極與C極之間有0.6V壓降，歐姆檔測量G極與E極之間約有10電阻，反之則管子擊穿。除此之外，電網電壓是否正常，是否有缺相，直流輸出端是否有短路等這些也都是必須檢查的。下面結合一例常見故障展開說明：

故障現象：開機后，功放模塊空開跳，打開機器檢查發現交流保險管破裂

檢查元件：整流管V110和V111、電解電容C107～110、開關管D102～105、穩壓二極管D101～108以及后端4支整流管。

測量要素：

1）在路測量開關管時，將數字萬用表黑表筆放中間，紅表筆放兩邊，左側的電壓約為0.340V，要稍微高于右邊的電壓。

2）測量后端4支低壓整流管MUR3040PT時，黑表筆放中間，紅表筆分別放兩邊，一般剛開始讀數會從負值然后逐漸上升到（因為電路電容作用）0.290V左右。

3）如果輔助供電部分正常，則可先使輔助供電部分工作，但不加高壓，測量芯片UC3875各管腳的值，該芯片為美國Unitrode公司針對移相控制方案推出的專用芯片.

4）確保上述值均正確的前提下，加高壓測量T104初級線包間電壓約為交流243V；次級線包為交流35V；開關管D102的C極和D103的E極間的直流電壓為535V。

3 無直流輸出，且告警信號燈亮

當電源因內部器件損壞造成輸出電壓過高，或當周圍散熱環境惡劣造成機內溫度過高時均會報警并關閉輸出。

開關電源前面板有一個電壓調節電位器，可在輸出電壓的-10～+5%范圍內調節。當輸出電壓不正常時可調整電位器，使之電壓符合使用要求；若調節無效可作以下檢查：直流輸出負載是否過重造成電源限流保護；交流輸入電壓是否偏離正常值20%以上造成輸出電壓異常。

[1]張占松，等譯.Keith Billings.開關電源手冊.2版.人民郵電出版社.

[2]韓廣興，等.開關電源電路識圖.電子工業出版社.