發(fā)射機(jī)高壓掉落產(chǎn)生關(guān)機(jī)故障的原因探究

許新洲

TSD-25KW中波全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)是一種運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行調(diào)幅廣播的中波發(fā)射機(jī)。目前，該發(fā)射機(jī)經(jīng)過長年累月滿負(fù)荷運(yùn)行，電路板上出現(xiàn)了部分元器件老化現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生故障。在故障排查和維修中，發(fā)現(xiàn)可以采取并聯(lián)電阻的方式改變RC電路的穩(wěn)態(tài)時(shí)間，此種方法具有解決發(fā)射機(jī)故障速度快以及相比更換集成板成本小的特點(diǎn)。

1 故障現(xiàn)象

25 kW發(fā)射機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，突然自動(dòng)跳高壓，封鎖機(jī)器播出，監(jiān)控面板上的“+5 V”亮紅燈，維護(hù)員在發(fā)射機(jī)開機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)，在關(guān)機(jī)的瞬間，顯示板上沒有顯示任何告警。發(fā)射機(jī)面板指示燈全部為綠色正常，按低功率鍵可以開機(jī)但無法加高功率，加高功率的過程中，機(jī)器會(huì)關(guān)機(jī)。按高功率鍵按鈕開機(jī)時(shí)，會(huì)發(fā)生K1開關(guān)閉合后K2不閉合而關(guān)機(jī)的現(xiàn)象。兩種情況中，機(jī)器關(guān)機(jī)時(shí)面板上的直流調(diào)整方框中B+電源指示燈亮紅燈。

2 故障分析

B+電源，是由低壓整流+8 V電源經(jīng)過直流穩(wěn)壓后得到的+5 V穩(wěn)壓，專門為調(diào)制編碼板供電。由于負(fù)載較重，極易產(chǎn)生故障，要排除上述故障，需要對(duì)直流穩(wěn)壓電路進(jìn)行檢查分析。

25 kW發(fā)射機(jī)電源故障監(jiān)測保護(hù)任務(wù)是由單獨(dú)設(shè)立的專用電路完成，穩(wěn)壓器只有在功率控制板送來開機(jī)指令時(shí)才能正常工作。電源故障的檢測保護(hù)，由穩(wěn)壓集成電路UC3834自身內(nèi)部輸出的信號(hào)控制，穩(wěn)壓集成塊，內(nèi)部設(shè)有過熱保護(hù)、過壓、欠壓保護(hù)電路。

由于A30直流電源調(diào)整板中B+故障檢測報(bào)警，首先我們?cè)趎ormal檔位和TEST檔位分別用示波器的單次觸發(fā)對(duì)A30板子上的TP2測試點(diǎn)（B+故障測試點(diǎn)）進(jìn)行檢測，用示波器的CH1接在TP2上。

2.1 放在NORMAL檔時(shí)

發(fā)射機(jī)上低壓，示波器圖形為直線發(fā)射機(jī)加高壓時(shí)，示波器圖形為直線中出現(xiàn)一個(gè)向下的脈沖，此時(shí)低壓可以開機(jī)工作，但無法上高壓，B+報(bào)警紅燈出現(xiàn)。此時(shí)，A30板上左下角VDS9亮紅燈。

2.2 TEST檔時(shí)

發(fā)射機(jī)上低壓時(shí)示波器圖形為直線，射機(jī)上高壓時(shí)示波器圖形也為直線，此時(shí)低壓與高壓均能正常工作。再調(diào)回TEST檔再將示波器的CH2接在A38板子的R43與D50相連接的節(jié)點(diǎn)，出現(xiàn)兩個(gè)波形CH2的波形為一個(gè)方波，計(jì)算為66 ms，CH1的波形是一條直線加一個(gè)向下的脈沖A30直流電源調(diào)整板里由J3-19給出開機(jī)信號(hào)，初始狀態(tài)為低壓此時(shí)二極管VD1兩端為高電平normal檔位時(shí)RC由暫穩(wěn)態(tài)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的過程需要一段時(shí)間，故上高壓輸出低電平時(shí)需要一段充電時(shí)間，τ=R13×(C11+C12)=66 ms分析與非邏輯關(guān)系可得這段時(shí)間故障禁止采樣。并且，示波器向下的脈沖出現(xiàn)在66 ms之后，故初步判斷該RC電路沒有故障。

繼續(xù)查找另一RC電路，由于A30板左下角VDS9亮紅燈，根據(jù)電路圖分析D7為74HC540，與D7的13腳對(duì)應(yīng)的是7腳上所連接的電路，所以，問題應(yīng)該出在7腳所連電路上的RC電路，測量TP32為5 V，證明通過J6-5來的電壓沒問題。這段RC電路由于電路板的長期使用導(dǎo)致R76與C70的參數(shù)改變，由公式計(jì)算可知，電容上電壓衰減的快慢取決于指數(shù)中τ的大小，其大小僅取決于電路結(jié)構(gòu)與元件的參數(shù)。當(dāng)電阻的單位是Ω，電容的單位是F時(shí)，乘積RC的單位為秒（s），用τ表示時(shí)間常數(shù)τ越大，曲線變化越慢，Uc達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需要時(shí)間越長正因?yàn)閁c到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間過長，導(dǎo)致禁止采樣的66 ms內(nèi)，RC電路沒有到達(dá)門限，從而發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)，導(dǎo)致高壓掉落關(guān)機(jī)。

據(jù)此分析很有可能為發(fā)射機(jī)年限過長，部分元器件老化，其中一些電阻電容的參數(shù)發(fā)生了變化影響了該段線路的穩(wěn)態(tài)時(shí)間。

3 解決問題的方法

應(yīng)使Uc到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)間變短，故選擇嘗試在R76電阻的兩端并聯(lián)一個(gè)等值3.9 kΩ的電阻，由τ=RC得到，τ變小，此時(shí)曲線斜率變大，到達(dá)同等電壓的時(shí)間變短，提高RC電路門限（見圖1）。

最后，再用示波器測量normal檔的高壓和低壓狀態(tài)發(fā)現(xiàn)都為直線沒有向下的脈沖。經(jīng)過開機(jī)和運(yùn)行監(jiān)測，機(jī)器恢復(fù)正常故障已經(jīng)解決，證明該故障是由于元器件老化導(dǎo)致參數(shù)改變從而造成達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)間改變而引起。

4 結(jié)語

通過并聯(lián)電阻，改變電路中目標(biāo)電阻阻值，進(jìn)而改變時(shí)間常數(shù)τ的值，縮短了RC電路到達(dá)門限值的時(shí)間。此種方法優(yōu)點(diǎn)在用極低的成本解決了故障問題，筆者基于對(duì)電路的理解提出了自己的創(chuàng)新。存在的局限是電容和電阻隨著長期使用參數(shù)還會(huì)改變，在維護(hù)檢修時(shí)，需要定期檢查。

圖1 B+電源保護(hù)電路(改進(jìn)后)

參考文獻(xiàn)：

[1]王 鵬 ,郝 萬 旭 ,楊 志 勇 .DM-10kW中波廣播發(fā)射機(jī)頻繁掉高壓故障的分析與處理[J].內(nèi)蒙古廣播電視與技術(shù),2011(2).