DAM中波廣播發射機大面積燒毀功率放大模塊的檢修探究

楊成林

（作者單位：山西省新聞出版廣電局忻州中波臺）

DAM中波廣播發射機大面積燒毀功率放大模塊的檢修探究

楊成林

（作者單位：山西省新聞出版廣電局忻州中波臺）

本文針對DAM中波廣播發射機大面積燒毀功率放大模塊的一例故障進行分析。通過艱辛的查找和失敗的經歷，為此付出了很高的維護成本。故障處理后，對電路原理圖和故障原因的仔細分析，故障隱患并未排除，大規模燒毀功放模塊的故障隨時可能再次發生。通過對保護電路的改進，達到杜絕此種故障的發生。

功放模塊；調制編碼；B+電源

發生故障的是1臺上海明珠產TSD-10 DAM 10 kW中波數字調幅廣播發射機。

1　故障現象

發射機功率下降，工作狀態顯示面板的二極管中，“功放”顯示紅色，其余顯示為綠色。開發射機前機柜門發現大量功放模塊故障指示二極管發亮。維修中共發現17個功放模塊損壞，全部為大臺階功放模塊，1～42號功放模塊排序中，前后皆有分布，但靠前居多。

2　故障分析

發射機此前運行的10年中，一直比較穩定，偶有因雷擊而損壞一兩只功放模塊，而當時正值2月，并無雷擊可能，查閱有關資料，總結功放模塊的常見故障和原因。

2.1在同一位置，功放模塊多次損壞的原因

1）射頻推動信號相位或幅度不正確。模塊之外的射頻推動電纜、射頻分配板或合成母板上的插頭接觸不良。

2）場效應管漏極相位錯誤。其轉換波形相位差應在5o之內，當模塊插接不良，功放模塊補償線圈或射頻輸出環形變壓器異常時，因模塊溫度過高而損壞。

3）模塊輸出變壓器故障。如變壓器磁環破裂或打火。

4）控制信號錯誤。調制編碼板對所有大臺階功放模塊的“開”電平或“關”電平應是一致的，如不一致可能造成模塊損壞。

5）模塊插座接觸不良。當模塊由于經常插拔或打火等原因引起與插座接觸不良時，可造成功放模塊損壞。

2.2在不同位置同一功放模塊重復損壞可能原因

1）場效應管與散熱器之間的絕緣層損壞。通常為先前維修過的功放模塊，由于焊錫碎屑等雜物損壞絕緣層。

2）開關電路異常。當V5或V6損壞，特別是橋式功放模塊同一半橋場效應管擊穿時。

3）射頻推動信號異常。當功放模塊上推動變壓器T1和T2及VD1～VD4損壞時，會造成射頻推動信號的相位或幅度異常，從而損壞功放模塊，故障原因在模塊自身。

2.3在隨機位置連續損壞功放模塊的可能原因

1）A/D轉換采樣脈沖設置不當時會產生隨機性的模塊損壞，且易損壞高臺階功放模塊。

2）調制B-電源設置不當。B-電源起調節模塊開關時間的作用，其異常時可造成功放模塊的損壞。

3）過載和駐波比保護電路調整不當。

4）冷卻氣量不足。當風接點和功放模塊的熱敏電阻探測電路失效時，可使功放模塊過熱而損壞。

本次故障損壞功放模塊的原因，顯然不屬于上述2.1和2.2之列，于是根據2.3中所列做了一一檢查。

3　故障檢查

首先，對發射機輸出網絡部分和功率合成變壓器等做了外觀檢查，開低壓對A30板上B+、B-電壓和A32板上電位器R23、R98和R102進行了測量，對功放模塊激勵電平等做了檢查，檢查結果正常，于是懷著忐忑的心情低功率開機，升功率至1 kW，檢查風機風量正常，發射機各部分顯示正常，于是開啟中功率，升至5 kW，不到10分鐘，又有許多功放模塊故障指示二極管發亮，立即關機。

故障依然存在，沒有確認故障并排除而開機是僥幸行為，接下來重新查找故障和修復損壞的功放模塊，檢查又有10塊模塊損壞。這次擴大搜索范圍，仔細查找一切可疑的地方，開低壓對各部分電路做了檢測，電話求助廠家技術人員指導，重點檢查了模塊輸出功率合成等部分，仍然一無所獲。 排查工作依然繼續進行。2天以后終于檢查出調制編碼板+5V保險管座已燒焦變色、彈性不足，與保險嚴重接觸不良，立即更換保險管座和保險，開機經過低功率、中功率和高功率較長時間試機，一切正常，故障原因確定為調制編碼板+5V電源異常所致。此故障沒能及時找到的原因：一是自己對調制編碼板和B+電源作用的重要性認識不足，經驗欠缺；二是B+電源保險受A30板來B+和B-較粗電源電纜的遮擋并帶有外殼，比較隱蔽而難以發現。

4　故障排除后的思考

接下來的幾個月發射機工作一切正常，證明此次故障的原因確為B+電源接觸不良所致，一個小小的保險竟會釀成如此大禍！筆者不由得產生了一連串的疑問，一是保險為什么不保險呢？保險是為保護電路而設置，接觸不良會產生壓降或瞬時斷路，即使是斷路更能保護電路，這里卻產生了如此大的損失，那假如保險燒毀有什么樣的結果呢？二是所有資料都強調B+電源的重要性，將其故障列為一類故障，而此故障中為什么不自動關機呢？為什么面板“B+”指示二極管沒有變紅呢？三是A30直流穩壓集成電路UC3834內設置了較完善的故障保護電路，當B+電源穩壓電路輸出偏高或偏低時，UC3834集成電路10腳輸出低電平，這個低電平送到A32顯示板電路后輸出一類故障信號，關機并使“B+”指示二極管顯示紅色，為什么此保護電路不起作用呢？帶著以上問題筆者查閱了資料和發射機電路原理圖。

5　新的發現

“決定功放模塊導通與關斷的因素：一是只讀存儲器編碼輸出的高、低電平經鎖存器輸出到倒相驅動運放輸入的高、低電平；二是送到倒相驅動運放的+5 V供電電壓和送到倒相驅動運放輸出的B-電壓。B-電壓與運放輸出低電平（近似地）分壓的負電壓決定打開功放的負電壓，B-電壓和運放輸出的高電平+5 V電壓疊加決定關閉功放模塊的正電壓。”（摘自《DX中波發射機與天饋網絡》，解書漢，P147）。

以上內容佐證了本機B+電源保險接觸不良從而造成功放模塊的損壞。究其原因就是B+電源保險接觸不良會造成編碼板上各器件工作異常，調制編碼板輸出了不合適的低電平“開”功放信號，可以設想B+電源保險如燒毀斷開，調制編碼板上各鎖存器、各編碼器都停止工作，A/D轉換板來的一系列信號將無法傳輸，沒有了同步、關功放這些安全上至關重要的信號，包含控制最大載波功率的數字音頻信號也無法傳輸，更為嚴重的是失去B+電壓，調制編碼板功放模塊開關信號只有B-控制，輸出端將鎖定在低電平的“開”狀態，所有功放模塊打開，可輸出超過60kW的載波功率（不會有音頻調制），過流保護不及時的話必然燒毀功放模塊所有功放模塊將都被打開（這將在筆者后來的實踐中得到證實），發射機將工作在最大極限功率輸出模式。在A30板上雖然設置了B+電源故障輸出信號至一類故障處理電路，但在此故障中A30板上電路工作正常，所以不會輸出一類故障保護信號，在此故障中不起任何作用。

為了避免此種情況的發生，應在調制編碼板上F1之后對B+電源取樣，而不應在A30板上，若此，本機的此次故障將會做出一類故障保護而關機，面板“B+”二極管發紅，避免大量功放模塊的燒毀和降低檢修上的難度。

6　實踐檢驗

筆者基于以上判斷，做了載波狀態的測試加以證實，測試過程和數據如表1所示（單位：V）。

表1　載波狀態的測試數據

1～42號功放模塊的開、關電平，在調制編碼板R102等電阻上很方便測到，第一和第二步測試是發射機正常狀態時的載波測試，可判斷分別有前5只和前18只功放開通，第三步斷開B+低壓，數據顯示為所有功放提供了開通電平，此時如開高壓預示著危險的結果。

為避免燒毀功放模塊，下面的試驗中將A24板上F1、F4、F5、F6和F7取下，這樣只剩1～8號、41號和42號共10只功放可以工作了，第四步測試中表明1 kW時前6只功放開通，和第一步中相比，同樣是1 kW功率，多出一只功放開通，原因是第一步中有6個二進制小臺階工作。第五步的試驗中最大可升功率至2 kW，數據顯示功放開通信號個數已達前19個，說明本機正常最大載波功率時開通19個大臺階功放。2 kW是1～8號功放所輸出的功率。

最后一行中的試驗是比較緊張的，不過已去掉多個保險，只有10只功放可以工作，理論各功放輸出功率較小。取下B+保險后開機，面板二極管全部為綠色，而功率不需提升直指3 kW。此步驟試驗顯示為所有功放一步到位提供了開通信號，所以1～8號、41和42號功放立即開通共輸出了3 kW的功率，和上一步相比多出的1 kW是41和42號開通的原因。這一行數據中，帶下劃線的絕對數值更小，正是對應有功率輸出的模塊。此步驟中已將B+保險拿掉，但面板顯示二極管全綠，更無一類故障保護措施而關機。

以上實驗證明了發射機在B+電源斷路時，功放模塊不受數字編碼信號控制將全部打開，工作在極限輸出功率狀態，且不發生一類故障保護關機，結果必然燒毀功放模塊。

本機B+電源故障列為一類故障非常必要，然而B+電源采樣電路僅取自A30板，對A36編碼板上B+電源的情況漠不關心，當A30板到編碼板之間的線纜插件出現故障，特別是易燒毀的B+保險故障時，卻沒有一類故障相應，繼而燒毀大量功放模塊，可見，應對取樣電路做出改進。

7　B+電源取樣電路的改進

筆者對B+電源的取樣做了如下改進，首先將A30板X3-1的輸出斷開，而將調制編碼板上F1保險之后的B+電源取樣到A32板R38的輸入端，替換原來的+5 V故障-L信號，N4D11腳的比較電平為2 V，在R39上并接一個20 K的電阻，這樣N4D10腳的電平實測為2.3 V，理論上B+降低到4.3 V以下時一類故障關機保護動作。B+過高時有A30板上V2、VD5和調制編碼板上VD2的保護.這樣就避免了B+故障所引發的大量模塊損壞。如能增加窗式比較器進行B+采樣的處理則更好。

[1]劉吉坤,戈義志,范洪清.數字調幅中波廣播發射機的原理與維護[].全國廣播電視技術,2007(9).

[2]陳曉衛.全固態中波廣播發射機使用與維護[M].北京:中國廣播電視出版社,2002.

[3]解蘇漢.DX中波發射機與天饋網絡[M].西安:陜西科學技術出版社,2013.

楊成林（1966-），男，山西原平人，工程師，技術副臺長，研究方向：廣播電視技術。