TSW2500型500KW短波發射機雙功率模塊簡述

婁斌

【摘 要】TSW2500發射機在短波廣播中使用過程中，PSM雙功率模塊的概述。

【關鍵詞】TSW2500型發射機；PSM雙功率模塊；概述

0 概述

我臺甲乙機房的500KW短波發射機是從瑞士THAIES公司引進的先進性短波廣播發射機，很大的特點是它使用了可編程控制雙功率模塊，是500kW短波發射機調制器的主要組成部分。TSW2500型發射機采用高可靠性的PSM調制器，音頻信號采用全數字信號處理方式，其工作狀態運行穩定、測試的指標優秀，并且通過簡單的改造就可以進行數字AM廣播（DRM模式廣播）；這臺發射機的控制系統和調諧系統全部采用計算機和數字信號處理技術實現，平時倒頻操作方便，自動化程度高，不需要人為過多干預。在工作中整個短波廣播頻段內都能實現自動調諧，有多種模式可選，分別為（AM、DCC和DRM）三種工作模式，并且TSW2500型發射機具有計算機輔助（故障）診斷功能，通過系統軟件分析，各種傳感器檢測故障點、故障類型、通過采樣板傳輸給系統分析并做出相應判斷，直觀的顯示故障信息。同時TSW2500型發射機在系統終端上可以實現遠程監控；通過這樣的模式可以使得無人控制變得可能，打個比方，如果短波電臺需要許多部發射機，通過這樣的功能可以實現只需要幾個人可以操作管理維護多部發射機。簡化了單位的人員管理，減少了人員在發射機房可能受到的輻射傷害。大大的提高了工作效率，簡化了工作流程。TSW2500型短波發射機的射頻電路部分設計較先進，其整體構造簡潔、可靠，整機在設計上只采用兩個電子管，維護可靠方便，輸出網絡采用3π網絡結構，由三層電感分布在三層里面，該結構損耗低、效率高、故障率低。由于整機的可靠性，維護十分的方便簡單。同時在研發上，由我臺開發研制的TBPM-500A型可編程控制雙功率模塊，是TSW2500型500KW短波發射機最新型的功率模塊，經過測試和實際上機試驗，各項技術性能和指標都達到了國外同類產品的技術要求，可完全兼容和替代瑞士THAIES公司的同類產品，并且可靠，零部件基本上使用的國產部件，降低了對國外同類產品的依賴，并且更換維護方便。可直接用于DRM廣播，實現了TSW2500型500KW短波發射機主要備件的國產化，具有很好的應用前景和實用價值。

TSW2500型500kW短波發射機的PSM調制器部分一共由26塊可編程控制雙功率模塊組成，全部采用計算機技術和可編程邏輯器件（PLD）調制器控制電路。雙功率模塊的控制單元應用了微控制器和可編程邏輯器件，大大提高了發射機調制方式方面的自動化控制程度和水準，其調制模式可以在標準調幅雙邊帶，浮動載波控制AM和高、低選擇的單邊帶，以及數字廣播（DRM）中任意切換。充分體現了計算機技術和可編程邏輯器件的應用給廣播發射機帶來的新技術革新。

可編程控制雙功率模塊在控制上也利用了微控制器和可編程邏輯器件（PLD），通過程序化的控制功率模塊，把功率模塊的開關狀態，電流過流保護功能、電壓過壓保護功能、功率模塊的溫度保護功能等十多項模擬和數字信號提供給發射機的微控制器和發射機的可編程邏輯器件，微控制器和可編程邏輯器件把這些數據上傳給調制器控制器，同時根據這些實時檢測的數據對功率模塊自身進行管理。控制程序中內含了對關鍵器件如IGBT、整、大容量電解電容等的保護功能，以及自檢功能等。

發射機的末級所需的幅度調制電壓采用脈沖階梯調制（PSM）技術，脈沖階梯調制其主要特點是把傳統屏調機的主整和調幅器合二為一，并把主整電壓化整為零。脈沖階梯調制器用來給發射機射頻末級提供所需的調幅電壓，該電壓是在直流分量上（對應于載波）疊加音頻分量（對應于調制音頻）流橋的一個階梯形輸出電壓，經過低通濾波器濾去階梯紋波后，形成一個直流疊加音頻成分的高壓送到發射機的高末屏極進行高電壓屏調。在載波狀態下，給發射機射頻末級提供一個相當于載波功率的直流電壓（UA）。在滿調幅狀態下，射頻末級電壓將在0和兩倍的直流載波電壓值（2UA）的范圍內變化。所以說脈沖階梯調制既提供了載波功率，又提供了調制功率。

功率模塊的循環主要是按照ON和OFF命令來選擇功率模塊，并且將使用過程中損壞的功率模塊排除在正常使用的范圍外，所有的正常使用的模塊的地址包含在兩個FIFO存儲器中，FIFO是通過先進先出置換算法則，循環的原則總是開啟關斷時間最長的功率模塊，并且關斷時間最長的功率模塊，每一個開關過程把各自的地址從一個FIFO存儲器移位到另一個FIFO存儲器中。

1 典型故障

從上所述，一部發射機需要23個正常工作的雙功率模塊，而每部發射機一共有26個雙功率模塊，如果發生了3塊模塊的損壞會導致發射機的高壓不能加至額定功率，導致劣播故障的發生。平時由于模塊相對穩定，所以不會導致模塊發生故障。在這里主要介紹幾種比較有特點的現象，是比較容易更換和處理的幾種故障。比如，在我臺A03號發射機在播音間隙的過程中，值班員發現發射機自動加燈絲STANDY的狀態下，燈不停閃爍長時間加不上，等發射機燈絲加上后ECOS2系統顯示故障信息，并且手工消除消不掉，查看故障日志上顯示“PSM Charging”的警告信息不會消失，后值班員檢查發射機控制系統的YCP17板上面的指示燈，發現其中的兩個燈常亮，其他模塊在充滿電后指示燈完好。發現這種情況下在播音間隙，我們將發射機倒至local模式，重新加燈絲STANDY狀態下還是不充電，所以我們將發射機降至全燈絲模式下檢查該模塊的狀態。平常的狀態下模塊上面的兩個0.315A保險和一個1A的保險損壞的概率最大，因為如果80A保險發生損壞的情況下會發生很大的響聲，值班員并沒有聽到類似的聲音，檢查彈片也是完好的，所以80A保險也是好的，使用三用表對其余保險進行檢測也是正常的，TSW2500型發射機的模塊不充電時最容易出現的故障除了保險爆外，還有變壓器T11損壞，光纜故障。檢查變壓器T11接線端子是完全正常的，所以變壓器T11損壞的可能性還是很低的，光纜在使用過程中會出現補充電的問題是由于光纜頭壞的可能性很低，我們處理故障的時候出現過光纜由于線長卡進某個接線端子上，由于長期的高溫或者電流的突然過沖，使得光纜上某一段線融化不通。通過檢查后光纜還是正常的，最后只有一種可能性，是由于模塊上面的V8發生故障。本故障中應V8擊穿（與R21連接的一個），造成電阻R21整個周期的情況下都導通，電阻R21上面通過的平均電流增加了一倍多，消耗的功率增加了四倍而造成發熱，時間長會燒壞V8或者電阻R21。通過手摸模塊上面的R21電阻，發現特別燙手，在這種情況下需要松開二極管V8上面連接的三個螺絲，使用三用表上的電阻檔測量，發現V8上面的一個二極管擊穿，更換二極管V8，在換上新的二極管時候應涂上導熱硅脂，更換完畢后加起燈絲后模塊吸合正常。

以上是我經過常期的工作學習對TSM2500型發射機的PSM部分的總結和理解其中處理模塊的故障能學到許多知識，但是即使學習的很多，還有很多不夠深入的地方，希望未來的情況下能夠學習更多的知識，請同志們批評指證。