一種PDM中波發射機“主電源異常”軟故障分析

（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

1 引言

綜合統計、分析全區各臺站發射機的故障情況，PDM中波發射機“主電源異常”故障造成停機事故普遍存在，且故障頻率比較高，但在搶修過程中，多數未能查出具體的故障起因，往是自然恢復的比較多。所以，該類型故障的存在，給值班員帶來很大的心理壓力，對安全播出是一個潛在的隱患。

2 主電源異常故障的特點和危害

通過查閱行業內相關資料，發現在PDM中波發射機里，“主電源異常”故障是個比較常見的故障類型之一，而這個主電源又是發射機設備不可替代的重要單元，它關系到設備能否順利開啟，直接影響到設備安全運行和停播率指標。在PDM中波發射機構成中，真正造成主電源故障原因的原因有很多，幾乎單元內每個元器件的損壞都可以促使主電源故障發生，而導致無法開啟發射機。只是在實際應用中，正常運行的元器件直接損壞造成主電源故障發生的機率并不多，而且一般元器件直接損壞造成的故障，故障點目標目確，都比較直觀，處理難度小很多，此處不再贅敘。而在這里要分析的是那種顯示“主電源異常”，而又查無出處的軟故障。這類故障的特點是只造成發射機停播，對發射本身并沒造成直接的損壞，常常令維修人員無從下手，致使發射機帶“病”工作，除了對安全播出留下隱患外，還給值班人員帶來巨大的心理壓力。

3 主電源異常故障的起因分析

這類“主電源異常”顯示的故障，其實引發部位并不在主電源單元本身，而是在控制電路板里。這種常常出現卻又能自行恢復的故障，造成維修時讓人無從下手。那么不是主電源單元造成的故障為什么監控會發出“主電源異常”指令呢？我認為是取樣與監控檢測單元有問題。請看下圖，圖1是陜西762廠(如意公司)1kwPDM中波發射機典型應用的主電源故障取樣監控檢測電路圖(其它公司以及各類機型都大同小異)。

說明:

①主整電源輸出的高壓各廠、各機型不盡相同，但都是負壓，而取樣電壓一般都是－10Ⅴ，為線性取樣。

②LM339為非常常用的四比較器，該集成電路失調電壓小，共模范圍大，當兩個輸入電壓差大于10mⅤ就能可靠翻轉。

③主電源異常除單元本身故障外，一般都是指外電波動范圍大于標稱輸入交流380V的10%(l±10%)。

從圖2中，我們可以計算一下正常情況下靜態時О點電位：

Ⅴo=ⅤA -ⅤAo=ⅤA - Io*RA

其中:

回路電壓 ⅤAB =ⅤA-ⅤB=15-(-10)=25(Ⅴ)

回路電流 Io= Ⅴ AB/（RA+RB） =25/（5.1*103+10*103）=1.65566*10-3(A)

Ⅴo=15-1.65566*10-3*5.1*103=6.5566(Ⅴ)

圖1 1kwPDM中波機控制板主電源監控檢測部分原圖

圖2 與圖1對應的等效簡化電路

那么，當外電波動至過壓380(1+10%)Ⅴ或欠壓380(1-10%)Ⅴ門限時，我們來看看О點的電位變化情況。在AB回路中，當外電變化時，只有ⅤB是變化的，而ⅤA由+15Ⅴ穩壓源提供是不變的，也就是說，外電變化的±10%反饋到AB回路中，對О點的變化影響比我們原先想象的要小得多。

如，當外電上升10%時，主整電源輸出也會提升10%，因為是線性取樣，故取樣電平也將同步上升10%，變為

ⅤB過 = -10(1+10%)= -11(Ⅴ)

此時電路AB的回路電壓：

ⅤAB過=ⅤA-ⅤB過=15-(-11)=26(Ⅴ)

回路電流：

Io過 = Ⅴ AB過 /（RA+RB）=26/15.1*103=1.72185*10-3(A)

О點電位Ⅴo過 =ⅤA -ⅤAo過=ⅤA - Io過*RA= 6.2185(Ⅴ)

也就是說，按設計要求，當外電電壓上升超過10%時，也即是

ⅤB過 = -11Ⅴ時，設為О點的過壓門限Ⅴo過= 6.2185(Ⅴ)

同理，當外電下降10%時

圖3 主電源門限取樣及改造電路

ⅤB欠 = -10(1-10%)= -9(Ⅴ)

ⅤAB欠 = 15-(-9) =24(Ⅴ)

Io欠 = ⅤAB欠/RA+RB=1.58940*10-3(A)

Ⅴo欠 = ⅤA -ⅤAo欠=ⅤA - Io欠*RA=6.8940(Ⅴ)

從上述計算結果我們可知，“主電源異常”檢測上下門限動作的電位相差僅0.6715V(Ⅴo欠-Ⅴo過=6.8940-6.2185=0.6715V)，或者是說與標稱電位Ⅴo的電位差不足340mv(Ⅴo-Ⅴo過= 6.5566-6.2185=0.3361V；Ⅴo-Ⅴo欠=6.5566-6.8940=-0.3374V)，這么小的電位差，就算本單元的元器件沒有問題，如果設置略有偏差的話，發生誤判動作的可能性將會增大很多。

4 主電源異常故障的解決方案

面對這種情況，一般的解決辦法可以適當的將欠壓起限電平(RP10)調高一點；將過壓的起限電平(RP11)調低一點。但是，在實際操作中，請參見圖1 ，15Ⅴ電壓加在一個10kΩ的電阻上，相當于每變化1%即100Ω的阻值變量對應150mⅤ的電壓變量，那么不足340mⅤ的電位差調整也就是2%多一點的范圍，實在不易。建議解決方案改為分段限制調整，如下圖3所示。

根據上面的計算結果，可知標稱電位Ⅴo為6.5566Ⅴ，那么,它的對地阻值位置應該在4.371kΩ(分壓原理，計算過程略)，所以我分別選用了3.9kΩ+1kΩ(可變)+5.1kΩ=10kΩ的組合，這樣，通過調整中間的1kΩ電位器，就能更方便的調整到所要求的門限電位，并且上下門限有余量而又不至于嚴重越限調整，更安全的保護設備。

5 小結

這個故障事例，通過分析我們認為，也許是設備生產制造方在設計時為了節約成本所致，或是生產廠家只根據實驗室出來的數據來設計，沒有充分的考慮到用戶的使用外部自然環境，如外電、氣候、海拔及污染等情況，而這些因素都會對元器件的參數產生一定的影響。

[1]陜西如意廣播電視設備有限公司編.AM102S2-Ⅲ型全固態PDM中波調幅廣播發射機技術說明書[Z].2014年6月

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[3]李源生，蔣 然.數字電子技術[M].北京大學出版社出版 .2011 年 1 月

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