大功率發射機中自動燈絲穩壓器的穩壓特性和典型故障處理

□蔣周翔

大功率發射機中自動燈絲穩壓器的穩壓特性和典型故障處理

□蔣周翔

本文介紹了一種適用于大功率發射機的自動燈絲穩壓器，并對其典型故障進行了分析和處理。

大功率發射機；穩壓；繼電器

一、引言

廣西廣播電視一〇一臺954機房采購的418F型100KW發射機因出廠時缺少燈絲穩壓器，導致開機時燈絲電壓由冷態時的零伏直接跳變為220V，關機時又直接從220V跳變至零伏。長期如此，發射機開關機時瞬間產生的強大電磁力，無疑會對電子管陰極造成極大的損傷。為保護價值不菲的電子管，延長其使用壽命，安裝合適的自動燈絲穩壓器顯得尤為重要。通過性能分析，我臺決定采用北京廣播器材廠生產的自動燈絲穩壓器。該自動燈絲穩壓器是大功率電子管的專用燈絲電源，能夠保證燈絲電壓逐步升高或降低，避免發射機開關機瞬間產生巨大的電磁力損傷電子管陰極；同時在發射機工作中，自動燈絲穩壓器可以將燈絲電壓穩定在設定的范圍內。自動燈絲穩壓器的控制方式有自動和手動兩種方式。

二、自動燈絲穩壓器穩壓原理

如圖1所示，N1是高精度低漂移運算放大器，其輸入負端為+12V電壓經電阻分壓后得到的基準電壓，輸入正端為調壓電壓取樣值；N2和N3是窗口比較器，窗口寬度為2V。K7是控制升壓接觸器K2的繼電器，K8是控制降壓接觸器K3的繼電器。當N2的輸入負端電壓，即N3的輸入正端電壓，大于-1V小于1V時，N2和N3的輸出端均為低電平，經過與門和非門后都是高電平，K7、K8皆不動作。當N2的輸入負端電壓小于－1V時，則N2輸出高電平，與門D1被打開，經非門D3后變成低電平使K7吸合，從而使K2吸合，調壓馬達朝升壓方向旋轉，燈絲電壓逐步上升，經取樣后N1輸出電壓也隨之升高，直到N2輸入負端電壓大于－1V時停止；當N3輸入正端電壓大于1V，N3輸出高電平，與門D2被打開，經非門D4后變成低電平后使K8吸合，進而使K3吸合，調壓馬達朝降壓方向旋轉，燈絲電壓逐步下降，取樣電壓值隨之下降，直到N3輸入正端電壓小于1V時停止。通過這樣的自動調壓過程，達到了將燈絲電壓穩定在設定范圍(一般為220V±5%）內的目的。

圖1 自動燈絲穩壓器的穩壓電路

三、自動燈絲穩壓器典型故障處理

發射機在日常工作中，自動燈絲穩壓器時不時會出現故障影響安全播出，下面舉出兩例典型故障給以分析說明。

（一）故障一

在“自動”控制方式下，發射機燈絲電壓加到正常值后，調壓馬達頻繁交替出現朝升壓或降壓方向動作的現象，此時調壓馬達極容易過熱燒毀。

初步分析與處理：調壓馬達頻繁交替動作，就是圖1中的N1輸出電壓一會兒大于1V，一會兒小于-1V。造成原因可能有兩個：一是基準電壓值或者調壓輸出取樣值調整不適當，使得兩者的比較范圍太窄；二是N1的增益太大，使得調壓器輸出電壓的小范圍變化經取樣后與基準電壓值進行比較后的差值被高倍數地放大。記錄下R27和R9的初始阻值后，分別對R27和R9的阻值進行調整，但調整后故障現象依舊，看來問題并不在此，恢復R27和R9的初始阻值。

圖2 調壓馬達制動電路

再次分析與處理：調壓馬達動作時都有朝運動方向滑行的慣性，為減輕該慣性的影響，使馬達到達指定位置時停止動作，電路中一般都設計有馬達制動電路。如圖2所示，K2是升壓控制接觸器，K3是降壓控制接觸器，K1是輔助控制繼電器，K8是馬達制動控制繼電器。從圖中可以看出，K2與K3相互鎖定，K2吸合則K3釋放，K3吸合則K2必然釋放；K1由K2（或K3）控制，當K2（或K3）吸合時，K1也吸合，當K2（或K3）斷開時，K1也斷開；K1吸合時K8也吸合，但K1斷開時K8因其兩端電容放電緩慢的緣故得以保持短暫吸合，變壓器T3輸出電壓經整流濾波后得到約70V的直流電壓，該直流電壓通過K1的常閉接點加到調壓馬達的初級，從而使正在進行升（或降）操作的調壓馬達快速停止旋轉。現在的故障會不會是馬達制動電路部分出現問題引起的呢？經過仔細地檢查和測量，我們可以發現表面并無異常的R5實際上內部已經斷開，使得70V直流電壓無法在K2（或K3）斷開的瞬間送出到調壓馬達的初級，用相應型號的電阻將R5更換，之后自動燈絲穩壓器恢復正常。

（二）故障二

發射機播音過程中突然掉高壓，“屏壓延時”燈變黃。降低功率后，按下“屏壓延時”復位按鈕，機器可以重新加上高壓，但升功率到50KW～60KW時機器馬上掉高壓。將電控箱里面的兩個應急開關合上，機器可以加起高壓，功率可升至正常值100KW。經過仔細檢查，發現自動燈絲穩壓器不知何時被打到“手動”控制位置（正常都是放在“自動”控制位置），調壓器顯示輸出電壓值約205V。手動將輸出電壓值升至220V，同時將控制方式切換到“自動”位置，機器恢復正常。

圖3 燈絲電壓超出設定值的保護電路

故障分析與處理：如圖3所示，1K12是屏壓延時繼電器，其吸合時屏壓延時綠燈亮；斷開時屏壓延時黃燈亮，同時將機器高壓切斷。A1N4是一個窗口比較器，基準電壓事先已設定好。如調壓器輸出電壓波動超出220V±5%的范圍，A1N4必有一個輸出端為低電平，經反相器A1D4后變為高電平，A1K6失電后A2K7隨之斷開，從而使1K12斷電釋放，于是發射機的高壓被拉掉，屏壓延時燈顯示為黃燈。本次故障正是由于自動燈絲穩壓器在“手動”控制方式下無法自動控制導致調壓器輸出電壓不足所造成的。

四、總結

本文重點介紹了418F型100KW大功率發射機自動燈絲穩壓器的工作原理，及其典型故障的分析和處理，為日后對發射機的維修和保養以及設備的選型提供了參考思路。

（作者單位：廣西廣播電視技術中心）