發射機功放盒保險電阻散熱方式應用研究

孫演 林靈

摘要：發射機的功放盒是發射機中最關鍵的部分，而功放盒最核心的部件是功放管，功放盒中的保險電阻起到保護功放盒作用，即保護功放管的作用。文章著重從功放盒保險電阻入手，通過分析保險電阻存在的散熱缺陷，結合實際進行改進應用，保障發射機正常運行，提高安全播出水平。

關鍵詞：散熱 改進 陶瓷保險管

對于全固態脈寬發射機來說，功放部分是整部發射機最關鍵的部分，而功放部分的核心部件——功放管的好壞直接關系到發射機的正常播出，保護好功放管是維護發射機的關鍵。不久前，福建省廣播電視傳輸發射中心901臺進行了改頻技術改造，改頻后的頻率均處在中波的高頻波段，使得RF射頻信號輸入電壓比較高，頻繁燒斷4.7Ω保險電阻，導致功放單元無法工作。我們通過對功放盒的原理、保險電阻的作用及缺陷，各種散熱方式對比等進行研究分析，得出最佳應用方案，解決了問題，保障了安全播出。

功放盒的原理

功放盒輸入為含有載波的RF射頻電平信號經過由兩個4.7Ω（2W）電阻并聯的保險電阻，再經過L1電感線圈調諧到所需要的載頻信號輸入到功放單元，然后在功放單元與調制音頻信號調制合成搭載音頻的載頻信號，最后經過耦合線圈濾波，作為RF輸出（信號傳輸如圖1所示）。其中4.7Ω并聯的兩個保險電阻，起到保護整個功放盒的作用。只要輸入RF信號異常，保險電阻就會持續發燙，最后燒斷電阻，切斷RF信號輸入，保護了功放單元盒內功放管等核心部件。

功放盒子保險電阻的缺陷

在福建省廣播電視傳輸發射中心901臺改頻過程中，由于改頻后的頻率較高，所以經常出現燒斷并聯的兩個保險電阻的故障。而在未改頻的低頻哈廣3KW發射機上，保險電阻則較少出現燒斷故障。經過測量，筆者發現改頻后的發射機通過功放盒并聯保險電阻（4.7Ω）的功率與并聯電阻總功率（4W）相比高出6倍左右。分析其原因有兩方面：一方面是改頻之后，功放盒的輸入載頻信號提高了，相應通過保險電阻的電流也增大了，功率也增加了，造成實際功率大大超過并聯電阻的額定功率，使得電阻表面立刻發燙，無法及時散熱，短時間燒斷。另一方面是所采用的4.7Ω并聯保險電阻，在改頻之后，相對于高頻射頻信號額定功率降低了，在大電流通過時就會立即發熱，時間一長，就會燒斷保險電阻，造成發射機無法正常工作。

經過分析和數據測量，通過降低RF射頻輸入電壓顯然不現實，因此我們將重點放在更換或者改進保險電阻本身來解決此類缺陷。具體方式有以下幾種：

第一種是更換大功率保險電阻。我們考慮過更換具有較大功率阻值的水泥電阻等特殊材質電阻，但是通過實測，在長時間開機的情況下，最長時間只能維持一周。

第二種是在原有電阻表面安裝散熱處理裝置，加快電阻散熱。通過實測這種方法的效果較好，所以重點考慮提高電阻散熱方式，徹底解決此類缺陷故障。

電阻散熱方式分析

我們在目前較普遍的散熱方式中選取了以下幾種散熱方式，并通過實際測試驗證。

第一種是風扇散熱方式。風扇散熱需要安裝空間比較大，但實際安裝空間比較小。另外，由于電阻體積較小，風扇對于體積較小的物體散熱效果不佳。根據實際安裝測試，保險電阻最高溫度可降至150℃，還會發生燒斷保險電阻現象。

第二種是導熱硅膠散熱方式。在并聯保險電阻的表面涂上導熱硅膠，加快熱傳導速度，但是實際測試中，導熱硅膠易揮發，容易脫落，導熱效果不穩定，最高溫度也只能降至170℃，極易燒斷電阻。

第三種是散熱片散熱方式。使用電阻專用散熱片，接觸面積大，散熱效果良好。實際測試中保險電阻最高溫度可達80℃，未出現燒斷保險電阻現象。

熱片方式改進應用

如前所述，功放盒保險電阻采用散熱片方式是最理想的，但散熱片的材質也對散熱效果有較大的影響。

第一種是金屬專用電阻散熱片。采用金屬散熱片，散熱效果良好，在實際測試過程中可將保險電阻最高溫度降至80℃，但是價格昂貴。

第二種是塑料電阻散熱片。采用塑料材質的電阻散熱片，散熱效果一般，在實際測試過程中可將并聯保險電阻最高溫度降至90℃，但長時間使用容易開裂。

第三種是陶瓷散熱片。我們將現有損壞的陶瓷10A保險管進行改造，將內部保險絲去除，裝入4.7Ω保險電阻，并加入石英沙增加接觸面積。在測試過程中可將保險電阻最高溫度降至60℃。

結束語

我們利用現有上廣3KW功放盒10A陶瓷保險管加以改進，至今沒有出現燒斷現象。因此利用10A陶瓷保險管散熱方式，既經濟安全，又穩定可靠，從而保證了發射機的正常運行，又提高了安全播出水平。（作者單位：福建省廣播電視傳輸發射中心901臺）

參考文獻：1.哈爾濱廣播器材有限責任公司：《PDM3KW（Ⅱ型-3）全固態中波廣播發射機技術說明書》。

2.張丕灶：《全固態脈寬調制中波發射機》，廈門，廈門大學出版社，2005年版。