調制/高頻功率放大器的原理及典型故障檢查處理方法

鐘麗華 陸萍 黃慧

（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

上海明珠TS-03C全固態中波廣播發射機中的末級，是采用4個調制/功放盒合成得到3KW功率。調制方式采用脈沖寬度調制。工作電壓是-140V,功放電流是22A。由于功放工作于高電壓、大電流的環境，功放、調制管很容易過載損壞。所以其故障率比較高。本人就工作中處理的功放調制電路的故障的一些體會和同行交流。

首先介紹一下調制/功放電路的工作原理。調制/功放電路由高頻功率放大器、調制器、調制脈沖解調器及保護電路組成,實際電路原理圖見附圖1。

圖1

高頻功率放大器（簡稱功放），采用橋式丁類放大電路。場效應管工作于開關狀態，且每臂由兩只場效應管并聯工作，以提高工作電流。其工作等效電路如附圖2所示：S1—S4四只開關，受高頻推動電壓控制通斷。在實際電路中，高頻推動電壓從25腳輸入。經過T1高頻變壓器分成兩路送給高頻輸入變壓器T2及T3的初級，而T2和T3各自的四個次級去推動四只場效應管。當高頻載波在正半周時，S1和S3閉合，S2和S4開路，-DC從S1進流經T4高頻輸出變壓器過S3下地。而在載波在負半周時，S1和S3開路，S2和S4閉合。“-DC”從S4流進經T4過S2下地。T4輸出信號與其他功放模塊在經過合成變壓器功率合成得到3KW功率。需要注意，輸入變壓器有方向性，其抽頭不論初級次級，兩端絕對不能互換。如果不小心造成互換，使場效應管的推動電壓相位相反，同一側的兩個管在工作時會因同時導通且負載為0必定會立即燒壞管子而造成事故。實際電路中，橋式各臂均用二只IRF250管并聯作為一只開關管。在小盒中，每只場效應管的輸入柵極串接有一個4.7歐防振電阻，GS極之間還接有一對背靠背20伏的穩壓管。這都是主要用于保護管子而設計的。而電容C47---C56為隔直電容，主要用于防止場效應管連鎖燒毀而設計的。在正常時不起作用。

圖2

調制器：本單元有三級放大。一級為V4為主組成的共基放大器，來自調制推動器的寬度調制脈沖信號從小盒的第14腳進入本單元，經過分壓隔離電阻R21，R22（用于防止在功放故障保護時，調制推動輸出被直接下地）進入V4管發射極，V4接成共基放大形式，起移位作用。二級為以V5、V6組成的復合單端推挽射極跟隨器（其電源-13V由-140V提供）。從V4輸出的信號直接偶合進入由V5，V6組成的射隨器，從發射極輸出，經R30（V7場效應管柵極限流電阻）送至第三級V7作末級功率放大，V7采用IRF260，工作于開關狀態。當調制脈沖信號從14腳送來，在高電位時（約18V），V7導通，輸出低電位（相對-140V來說，并接近-140V），反之，當14腳送來低電平時（約0V），V7截止，輸出高電位（相對-140V來說，并接近0V）。VD12為續流二極管，在V7導通時，通過L1的電流是從D流向S，在V7截止時通過L1的電流經VD12下地，瀉放電感的反沖能量。

保護電路：本單元保護電路主要有功放不平衡保護，過熱保護及外來激勵保護。A.高頻功率放大器不平衡保護：T1是三線圈變壓器，從前級（6A1）來的推動電壓送到第25腳上，電源分別通過T1的兩個初級后流向T2和T3兩個輸入變壓器，由于兩個初級線圈繞向相反，而且通過的電流又相同，故正常時，T1次級沒有感應電壓。而當8只功放場效應管中有一只或以上損壞時，通過T1兩個初級線圈的電流就不平衡，次級將有感應電壓，經過VD6整流得出一個正向電壓可使可控硅V3導通并保持，使調制推動信號在R21之后經VD3和V3下地。此時V4，V5，V6，V7均截止，無“-DC”輸出，同時VD7指示燈滅。B.過熱保護：R8為熱敏電阻，當功放管散熱器溫度升高到85度時，R8阻值降低到使V2導通，而V2導通將在R15，R16上產生壓降，繼而使V3導通，將調制推動信號短路到地。C.外來封鎖保護：當由邏控根據設備運行情況要求小盒封鎖時，從第12腳送來高電平封鎖信號（15V），負比較器N1A（同相端基準電壓由R2，R3分壓而來，約為9V）輸出低電平（0V），正比較器N1B也輸出低電平，故VD2導通，所以調制推動信號將因VD2的鉗位而下地，完成封鎖目的。而當封鎖信號失去后，比較器輸出高電平，VD2截止，小盒恢復正常工作。

調制/功率放大器故障檢查方法：

功放/調制部分常見的故障是功放管和調制管因為過載而擊穿、電源保險管燒斷等。從面板上的指示燈及功率表指示就能夠判斷是4塊功放板中的那一塊有故障，正常的功放盒面板指示燈見圖。表1列出功放盒的兩個典型故障及檢查部位。

在線檢查功放管擊穿燒保險故障，判斷那個功放管擊穿損壞方法：

當功放保險燒斷時，通常是功放管到調制管一路擊穿，由于功放管一臂是由兩個功放管并聯后組成，并聯的兩個管通常只有一個擊穿，另外一個是好的。找出壞管的方法是：首先測量四個臂，看并聯兩管的D—S級間看有那個臂（管）短路。然后將有短路的管子S級與電路板地斷開（電路板設計時預留有檢修缺口，用焊錫封死。比如：檢查V19、V20這兩個并聯的管有短路，則將圖中紅圈處焊錫挑開，就能夠檢查出是那一個管短路）。再分別測量這并聯兩管的D—S級間電阻，還有短路的就是損壞的管子，不短路的是好管。

表1

功放管換管步驟：

1.管腳套上絕緣套，清理好電路板上管腳孔洞的焊錫，以免短路碰地；

2.管子上好螺絲，牢牢固定在散熱板上后再焊管腳，先焊S級，然后D、G級。焊接時間要快，以免損壞管子及燙壞電路板。

換管后的注意事項：

1.檢查挑開的S級缺口是否已經封好，GS級間并聯的線圈是否脫焊，極性有沒有搞反；

2.再復查一次D—S級數據，看是否正常。通常我們使用數字萬用表二級管擋，在線測量各點數據（以下各點測試均為紅表筆在前，黑表筆在后）。

以下為正常數據：

調制管：D—S級間，410歐；D級對地420歐。

功放管：D—S級間，496歐。

以上數據可能因為測量儀器不同而有所不同。但是，測量出來通常各管之間D—S級間的數值應該基本一致，相差不超過3歐姆。相差過大，則會因為功放橋電流不平衡保護，調制管不工作。嚴重的則會造成功放管過載擊穿。