DX-600發射機FCOG6100控制板的原理與應用

關 芳

（作者單位：國家新聞出版廣電總局554臺）

DX-600發射機FCOG6100控制板的原理與應用

關 芳

（作者單位：國家新聞出版廣電總局554臺）

DX600發射機FCOG6100控制板用于控制發射機主電源可控硅的導通角度，實現對輸出整流電源大小的控制。基于此，主要對DX-600發射機主電源供電通路中采用的FCOG6100控制板方框圖及主要組成部分原理進行分析，并對其在發射機中的實際應用進行闡述，希望可以給廣大DX600發射機維護者提供借鑒。

DX-600發射機；電源；控制板

FCOG6100可控硅控制板上市已有10年以上，為標準工業產品，采用數字技術、大規模集成電路，用戶使用FCOG6100可控硅控制板可以方便地設計一套價廉高效、運行可靠的整流電路。FCOG6100可控硅控制板用于3個或6個可控硅變流器，控制3個或6個門極脈沖，2象限或4象限運行。DX-600全固態中波發射機主電源電路為三相六路橋式整流電路，通過控制可控硅導通角的大小來達到控制250VDC主電源電壓大小的目的。

1　FCOG6100控制板工作原理

1.1FCOG6100控制板方框圖

在DX600系列發射機中，控制板是電源控制板和大功率可控硅（1-6）之間的緩沖電路，主要作用是在電源控制板失效時，保證整個系統的安全。

圖1為控制板方框圖。控制板由緩沖電路、基準相位電路、鎖相環電路、軟起停電路、延時電路、脈沖放大器等幾部分電路組成。基準相位電路主要作用為：為直流變換器提供30°滯后基準信號、為正負順序提供正確的基準相位、為交流控制器提供同相位基準邏輯信號、提供主電源諧波濾波器、取消基準信號傳感變壓器。

圖1　控制板方框圖

1.2緩沖放大器和軟啟動停止電路

緩沖放大器電路和軟啟動停止電路同時啟動，控制可控硅平緩地進入導通狀態，減少較大電流對可控硅的沖擊，起到緩沖作用。緩沖放大電路將0～5V的延遲輸入電壓轉換為10.6～0.6V的輸出電壓，向相位鎖相環的加法放大電路提供信號。軟啟動停止電路的啟動停止開關輸出電壓，從0～12V開關過程是由電阻R44和二極管DN1向電容C3充電得到的。同理，從12～0V開關過程是由電容C3經電阻R45和CR2放電得到的，上升和下降時間分別由R44與R45確定。C3上的電壓經U6同相放大器1端輸出緩沖后送到U6比較放大器的14端。U6放大器的14端輸出至集成電路U4為其提供禁止輸入信號。當C3兩端的電壓達到1.2V時，禁止信號改變，從低電平變為高電平，送至集成電路U4，控制可控硅門極脈沖。啟動時間為：（1.5+R44）×0.579·C3，停止時間為R45×1.84·C3，DX600發射機現采用值為：R44=100K，R45=10K，即：軟啟動停止時間分別為1293ms和4.5ms。

開機過程為，PB控制板經PB接口板送來電源允許信號（低電平），使電源控制板光耦U4-10輸出低電平信號，Q7截止，送出可控硅啟動高電平信號給控制板的J6-16，此信號經DN1的11-4二極管送到R44、C3軟啟動電路。因為C3的正端通過DN1的9-6二極管接+5V電源，使電容C3上電壓鉗位在+5.7V，使電壓跟隨器U6-1輸出高電平，并通過R48送到比較器U6-12，+12V電源經過處理后，加在U6-13上的電壓為1.2V，使U6-14輸出高電平，PD2禁止紅燈滅，并將高電平信號送到U4-38上，控制板控制電路開始工作。發射機的電源控制板得來的可控硅控制電壓信號，送至控制板的J6-5，經R49送到反相加法器U6-6，+5V電源接到U6-5，R50為反饋電阻，U6-7的輸出電壓經R51和R42送到反相放大器U6-9，其中，R42決定控制角的調整范圍，R43決定最大與最小控制角的大小，DA、DB、DC為三相電源相位檢測信號輸出，通過排電阻RN4送到U6-9，+5V電源接U6-10，RN4的3只電阻并聯跨接在U6-8、U6-9兩端，為反饋電阻，構成鎖相環（PLL）電路的鑒相器，U6-8的輸出信號送回到U4-4端，即VC，對控制角大小進行控制。延遲命令J6-5是250VDC電源電壓與電流取樣信號處理后產生的信號，用于可控硅的相位控制，補償可控硅整流器橋式輸出電壓與導通角之間的正弦關系。

1.3失相禁止

當三相電路中有一相爆保險或者其他原因造成失相，失相禁止電路馬上啟動，可控硅控制型號被禁止，可控硅不開通。當三相電路恢復正常時，軟啟動電路工作，控制板輸出正常信號至可控硅。三相電路電壓初始加至可控硅時，失相禁止電路同時也工作，當電壓穩定后，失相禁止電路才允許控制板輸出可控硅觸發信號。A-B-C，相位基準邏輯信號由RN3的三只電阻相加，電容C28和其并聯電阻形成低通濾波器，當電源為60Hz時，將方波變換為180Hz三角波。正常情況下，180Hz的三角波基于上門限電壓6.66V和下門限電壓4.73V之間，將比較器U5-2和U5-1的輸出信號集成為PL信號，并由電阻R57和相位遺失發光二極管PD1拉到邏輯“1”值，此時A、B、C相邏輯信號有正常的180°寬度及120°相差。電源失相后，經過濾波的A、B、C邏輯信號包含電源頻率分量，當電源頻率分量超越門限電壓時，PL信號達到邏輯“0”，比較器U5-13輸出端變為電流流入狀態，使軟啟動/停止電容器C3放電。

1.4相位鎖相環電路

相位鎖相環門延角發生器電路是整個控制電路的核心，包括壓控振蕩器（VCO）、加法放大器、三異或門電路、分頻器，由壓控振蕩器和相位檢測器組成三相鎖相環。另外，相位鎖相環電路具有很高的頻率響應，可以在一個電源頻率周期內達到鎖相，為電源的穩定提供保障。

2　FCOG6100控制板在DX600發射機的應用

DX600發射機的主電源由三相六路可控硅電路、濾波電路和可控硅控制電路組成。主電源的啟動停止都是通過FCOG6100控制板控制，輸出電壓的大小通過控制板控制可控硅的導通角大小，控制板通過取樣電路調節可控硅的導通角達到控制輸出電壓的高低。DX600發射機主電源原理圖如圖2所示。PH1、PH2、PH3為到PB單元的三相197V交流電源，C450PB為由6只大功率水冷可控硅組成的橋式三相整流電路，三相197V交流電源C450PB后輸出250V直流電壓，經過120uH的水冷濾波電感后分別送到發射機各個模塊機柜，供給大臺階模塊使用。其中，C450PB為POWEREX公司生產的高電壓大電流可控硅，可通過1400A電流，L2為120uH的水冷濾波電感。FCOG6100控制板輸出的電源控制信號通過電纜送到可控硅控制板上，可控硅控制板輸出的可控硅開通控制信號經J1、J2送到6只三相橋式全波整流可控硅門極，對三相197V交流主電源進行調相整流。整流后的脈動直流電源，經水冷濾波電感L2和55只并聯5100μF電解電容進行濾波，輸出穩定的250VDC電源。

圖2　DX600發射機主電源原理圖

DX600發射機主電源的工作原理是FCOG6100控制板接到PB接口板送來允許信號，在發射機無任何故障提示的情況下，發射機電源控制板向FCOG6100控制板輸出軟啟動信號和門延遲電壓，使控制板工作，交流主電源經過C450PB三相橋式整流電路整流，電流取樣電路輸出一個直流電壓信號到電源控制板，電源控制板根據電壓信號的大小，控制可控硅的門延時角，當負載電流增大時，電壓信號也隨之變大，電源控制板中的相關電路動作，使門延遲電壓增大，降低控制角，可控硅輸出電壓升高，確保電源穩定，起到穩壓作用；另外，電流反饋信號也被送到電源控制板的過流監測電路，對電路起到過流保護作用。應用中需要注意的問題如下。

（1）FCOG6100控制板工作在一個高電壓、高溫度、強電子干擾的環境中，其穩定性容易受到影響，要經常檢查控制板的功能好壞，確保其能夠正常工作。控制板的供電電源電路濾波效果一定要好，確保不會受到發射機的諧波干擾，影響其正常工作。同時，要保證控制板的接地電路完好，必要時最好對其做屏蔽處理。

（2）為了確保C450PB可控硅的可靠導通，必須保證FCOG6100控制板輸出的控制方波信號有足夠的電壓，控制板輸出到可控硅C450PB控制端的電壓和電流必須大于其規定的觸發信號的最小值，并保持觸發電壓達到一定的寬度，只有這樣才能保證C450PB可靠觸發開通。

（3）對FCOG6100控制板要做定期檢查，查看是否有元器件過熱變色等，檢修發射機的同時要對其進行除塵，保持電路元件的清潔度。

3　結語

FCOG6100控制板廣泛應用于電源控制電路中，在DX發射機被廣泛使用，是DX600發射機的重要控制電路，是發射機電源電路不可或缺的部分，在整個發射機的正常運轉中起著至關重要的作用。其控制原理值得我們去認真分析、學習和研究，只有掌握了FCOG6100控制板的工作原理和方式才能更好地維護好發射機，為安全播出提供保障。

［1］翟領博.統調幅發射機的數字化改造［J］.黑龍江科技信息，2013（6）.

關芳（1982-），河南鄭州人，。研究方向：廣播發射、節目傳輸。