Tsw2500短波發(fā)射機(jī)功率模塊故障及解析

婁 斌

（國家新聞出版廣播電影電視總局五九四臺(tái)，陜西 咸陽712000）

Tsw2500短波發(fā)射機(jī)是無線局最新從瑞士引進(jìn)的先進(jìn)性短波發(fā)射機(jī)，主要的特點(diǎn)有高自動(dòng)化，易檢修，易維護(hù)。是全球性的先進(jìn)短波發(fā)射機(jī)。易檢修易維護(hù)對(duì)于發(fā)射機(jī)而言是個(gè)好事，對(duì)于檢修工作人員，可能更少的接觸它的基本。為發(fā)射機(jī)的維護(hù)和檢修也帶來了不便。下面就從幾個(gè)方面先介紹下這個(gè)短波發(fā)射機(jī)的功率模塊。

Tsw2500型短波發(fā)射機(jī)由26組雙功率模塊組成。功率模塊是功率電力電子器件按一定的功能組合再灌封成一個(gè)模塊。該功率模塊是由可編程控制雙功率模塊組成，調(diào)制器控制電路全部采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和可編程邏輯器件(PLD)。雙功率模塊的控制單元應(yīng)用了微控制器和可編程邏輯器件，大大提高了發(fā)射機(jī)調(diào)制方式方面的自動(dòng)化控制程度和水準(zhǔn)，其調(diào)制模式可以在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅雙邊帶，浮動(dòng)載波控制AM和高、低選擇的單邊帶，以及數(shù)字廣播(DRM)中任意切換。充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)和可編程邏輯器件的應(yīng)用給廣播發(fā)射機(jī)帶來的新技術(shù)革新。而此功率模塊是由IGBT組成的一組大功率模塊。IGBT在這里的作用是當(dāng)模塊發(fā)生短路或者過載時(shí)，以及溫度過熱或者電容損壞時(shí)，IGBT將被有控制地軟關(guān)斷，同時(shí)發(fā)出故障信號(hào)送給發(fā)射機(jī)。此TSM部分輸出一組幅度調(diào)制的電壓給發(fā)射機(jī)。作為射頻末級(jí)的屏壓。在TSM控制系統(tǒng)的控制下，26組功率模塊每組都作為一個(gè)獨(dú)立的電壓源。26組功率模塊串聯(lián)連接。因?yàn)槟K是輸出作為射頻末級(jí)的屏壓。在設(shè)計(jì)上，26組雙功率模塊只要有24組模塊工作在正常情況下，發(fā)射機(jī)就可以處在滿載的狀態(tài)。如果一個(gè)模塊出現(xiàn)了問題。就會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度處在正峰值的96%。這樣一來，即使人聲聽不出，也會(huì)導(dǎo)致影響播音的質(zhì)量。故在維護(hù)和檢修的情況下。快速有效的處理發(fā)射機(jī)雙功率模塊的故障為播音提供了堅(jiān)實(shí)的保障。下面就列舉些常見的雙功率模塊的故障和處理方法。

檢查功率模塊是否正常是在發(fā)射機(jī)的STBY狀態(tài)。在STBY狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)的每個(gè)功率模塊的充電回路：

T相為正時(shí)：T相—保險(xiǎn)管—V8（1,2）—R21—電容A、B、C、D—中線

T相為負(fù)時(shí)中線—電容E、F、G、H—R22—V8（3,1）—保險(xiǎn)管—T相

每個(gè)雙功率模塊的供電電壓為3相877V的交流電。裝換后每個(gè)模塊的輸出電壓為600V的直流電壓。故其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致功率模塊不充電以至于調(diào)幅度無法達(dá)到正常值。模塊出現(xiàn)問題在發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)上會(huì)顯示PSM power modules defective。下面分析幾個(gè)常見故障：

圖1 雙功率模塊圖

1）功率模塊的光釬控制信號(hào)失效

功率模塊的光纖控制信號(hào)來自與發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)的YCP17，18板，光纖將雙功率模塊的IGBT控制單元的信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)將可以控制模塊的合、斷方式。光纖故障出現(xiàn)頻率低，但是在處理中故障不清晰。不容易分辨出哪里出現(xiàn)了問題，故這個(gè)故障適合排除法。排除其余的故障后，將出現(xiàn)問題的功率模塊上的光纖和另一個(gè)正常功率模塊上的光纖互換。重新加起STBY狀態(tài)后觀察。如果更換光纖后正常。則須將其光纖在停機(jī)后將其更換。

2）保險(xiǎn)管F4-6爆掉

保險(xiǎn)管F4-6在模塊中起保護(hù)電路的作用。當(dāng)模塊接地不好或者電流過大時(shí)，保險(xiǎn)管就會(huì)爆掉。從而整個(gè)功率模塊不吸合。現(xiàn)象就是在發(fā)射機(jī)的顯示系統(tǒng)上的PSM power modules defective，將其關(guān)機(jī)后用萬用表測(cè)量電阻，發(fā)現(xiàn)電阻損壞。

處理方法：將其更換后重新開合，測(cè)試模塊正常，可以重新加起發(fā)射機(jī)。

80A保險(xiǎn)爆掉

80A保險(xiǎn)處在供電線路的前端，同樣是起的保護(hù)模塊控制版的作用。現(xiàn)象同樣是顯示系統(tǒng)上的PSM power modules defective。將其用萬用表測(cè)試后發(fā)現(xiàn)損壞。

處理方法：將其更換后測(cè)試模塊正常。

3）功率模塊V8損壞

由于模塊充電回路經(jīng)T端、1A保險(xiǎn)、V8給C20充電，當(dāng)充電正常時(shí)，電容兩端的值經(jīng)分壓取樣后在X1VB和X2VB分別得到近±30V的電壓，K1吸合，當(dāng)電容C20耐壓值偏低或底部灰塵較多而引起對(duì)模塊底板打火，使得旁邊的均壓電阻板ZSA22上X96/X91線燒壞，均壓電阻燒開路，而使得C20上的電壓分布不均勻，導(dǎo)致其他幾個(gè)電容也相繼炸。在播音時(shí)可拔掉光纜使K1釋放，但充電回路仍導(dǎo)通，電容仍在充電，只有待播音空隙時(shí)拔下充電回路的1A保險(xiǎn)，使充電回路中斷。

V8擊穿等都會(huì)造成上述指示。本故障為、V8擊穿(與R21連接的一個(gè))。造成R21整個(gè)周期都導(dǎo)通，R21上通過的平均電流增加一倍多，消耗功率增加四倍多而發(fā)熱，時(shí)間長會(huì)燒壞。

處理方法：如發(fā)射機(jī)在播音，可先拔掉該模塊所對(duì)應(yīng)的光纜，播音結(jié)束后更換故障模塊。進(jìn)入TSM機(jī)箱檢查01/02模塊各保險(xiǎn)完好，而R21特別燙，松開二極管V8上連接螺絲，用三用表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其中有一個(gè)二極管擊穿，更換后試機(jī)正常。

4）開關(guān)元件IGBT損壞的故障及處理方法

故障現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)由“FIL”狀態(tài)升至“STBY”狀態(tài)時(shí)正常，但是加“ON”狀態(tài)時(shí)模塊告警，屏顯“TSM power modules defective，”重復(fù)操作依舊。

原因分析：發(fā)射機(jī)播音結(jié)束后，用萬用表測(cè)量1A保險(xiǎn)、80A保險(xiǎn)正常。由于縮短發(fā)射機(jī)故障的處理時(shí)間，將其模塊整個(gè)更換后正常，后用萬用表測(cè)量該模塊的開關(guān)元件IGBT二極管損壞。更換新IGBT后測(cè)試模塊正常

處理方法：更換新IGBT后測(cè)試模塊正常。

5）功率模塊的水冷盤漏水

功率模塊的水冷盤是用來冷卻模塊上的控制板，該發(fā)射機(jī)的PSM部分有兩種冷卻方式，分為水冷，水冷就是流動(dòng)的是經(jīng)過水冷盤對(duì)控制板進(jìn)行降溫。另一個(gè)冷卻方式是風(fēng)冷，是通過風(fēng)筒對(duì)模塊進(jìn)行冷卻方式。這兩種方式會(huì)很有效的降低發(fā)射機(jī)和功率模塊的溫度，使其運(yùn)行更穩(wěn)定。在發(fā)射機(jī)的使用過程中，出現(xiàn)過水冷盤滲水導(dǎo)致一個(gè)或者多個(gè)模塊的損壞，會(huì)影響播音。

故障現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)在播音狀態(tài)上突然顯示PSM power modules defective，播音結(jié)束后檢查該功率模塊，發(fā)現(xiàn)該功率模塊的模塊控制板燒壞。檢查后發(fā)現(xiàn)該功率模塊的控制板上有水，再仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)是該模塊上方的模塊的水冷盤出滲水，將其更換后，發(fā)現(xiàn)該水冷盤的軟管接口處出現(xiàn)了沙眼。仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)由于發(fā)射機(jī)的水中雜質(zhì)過多。長期使用導(dǎo)致該水冷盤腐蝕漏水。

處理方法：將模塊卸下后將其水冷盤整體更換。

6）功率模塊的控制板損壞

故障現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)加燈絲時(shí)模塊充電正常，但是加功率后報(bào)警。后將發(fā)射機(jī)當(dāng)關(guān)至STBY時(shí)，VAV2=0.4KV。再關(guān)至全燈絲后又正常。等播音結(jié)束后對(duì)模塊進(jìn)行檢查，保險(xiǎn)、電容均為好的，后將該模塊下機(jī)，將下機(jī)的模塊用測(cè)試軟件測(cè)試。測(cè)試軟件是windows超級(jí)終端上將其測(cè)試。測(cè)試該板顯示“TEST 4 IGBT Switching correlation：FAIL IGBT A22 on Error”，K1釋放。判定為模塊的控制板損壞，是整個(gè)發(fā)射機(jī)整流輸出失去控制。

處理方法：更新新的模塊控制板后測(cè)試該模塊正常。

由于雙功率模塊結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，故舉出上述幾個(gè)較為常見的故障。隨著該型發(fā)射機(jī)的使用時(shí)間的增長，還會(huì)有不同的故障出現(xiàn)。但日常上能夠碰到的故障此文都能涉及，希望此文對(duì)從業(yè)者有個(gè)指導(dǎo)作用。