DX-100發射機分步啟動控制和故障分析

陳 艷

（廣東省廣播電視技術中心，廣東 廣州 510800）

0 引 言

DX系列發射機是哈里斯公司生產的全固態數字調幅中波發射機，在發射臺具有廣泛應用。DX-100發射機主要由射頻、音頻、電源及控制監測4大部分組成。射頻部分由振蕩器、緩放級、前置驅動、驅動級及功放級組成，實現射頻信號逐級放大。發射機為功放級射頻放大器提供專門直流電源，稱為發射機主電源，主電源變壓器輸入380 V交流三相電壓，次級的三組繞組輸出通過整流部件整流后，分別為功放級156塊大臺階射頻放大器和驅動級14塊射頻放大器提供+230 V直流和+115 V直流電源。擴展△結構、并聯工作的兩組次級輸出，經兩個六相整流器CR1A～CR12A和CR1B～CR12B整流獲得+230 V直流，再經相間變壓器A1T2合成后供給功放級射頻放大器，其電壓相當于十二相整流輸出，進一步降低了電源紋波電壓。

1 分步啟動原理

發射機功放級共有10塊功放母板，每塊母板為16塊射頻放大器提供射頻信號輸入輸出、電源輸入、開/關信號以及檢測信號等連接。每塊母板的主電源輸入端有4個大容量電解電容進行濾波（除二進制母板外），全機共有39只容量為5 100 μF的電解電容并接在一起，用于濾除主電源+230 V直流的紋波，進一步降低紋波電壓，提高信噪比指標[1]。設備初次加電開機時，由于濾波電容初始電壓為零，根據電容充電特性，需要一個充電變化過程才會達到穩定狀態。此充電過程是一個積分過程，隨著時間延長，電容電壓上升，充電電流減小。因此，在剛剛加電時會有很大的瞬間沖擊電流。為了避免沖擊電流對發射機造成影響，設計電路時，主電源設置了分步啟動電路，通過兩步啟動方式，減小電源沖擊，有效保護設備。

發射機開機和分步啟動由控制器的可編程陣列邏輯（Programmable Array Logic，PAL）來控制完成。來自開關面板的控制輸入由LRPAL處理，產生開機請求TOR信號，啟動開機程序。PTIMPAL收到信號啟動定時器，1.5 s后產生一系列時鐘脈沖。通過一系列時鐘脈沖，PWRPAL輸出一系列有效指令。KLV信號開通低壓電源并回送信號給PTIMPAL[3]。當+8 V直流電源加電正常時，檢測器KLVX輸出轉為高電平，允許開機控制器進行下一步。ENBL1信號用于使一些故障輸入有效，同時送至PTIM PAL，說明ENBL1有效。K1信號接通分步啟動接觸器K1，并維持高電平1.7 s。該信號回送至PTIM PAL，說明K1起作用。K1的副接點將一高電平信號送回控制器，稱作K1XX，允許開機程序控制進行下一步。ENBL2信號用于使一些故障輸入有效，并接至FGATE 1、FGATE 2、FLTI及FLDBKPAL，回送PTIM PAL，說明ENBL2有效。K2信號接通運行接觸器K2，此高電平信號也送回PTIMPAL，說明K2起作用。K2的副接點將一高電平信號送回至控制器，稱作K2XX，允許進行下一步。ENBL3信號由控制器用作使一些故障輸入有效，并接至FGATE1和FLTI。當ENBL3轉高電平時，由FGATE1產生的RF封鎖被取消。UNFLT脈沖信號在達到最終功率狀態后產生，以后每2 s一次。它由FLT1 PAL用作過荷故障定時。經過以上邏輯時序控制，發射機完成了分步啟動和開機。

2 分步啟動故障和分析處理

結合某分步啟動故障案例，對分步啟動電路進行分析。

2.1 故障現象

發射機合上總電源后，聽到啟動電路接觸器吸合，冷卻風機啟動，功放級主電源電壓指示230 V，按開關控制面板低（中或高）、升、降功率等按鈕，按鈕指示燈亮，顯示板RF MUTE紅燈亮，功率表無指示，按關機按鈕無法關斷功放電源和風機電源，需將主斷路器CB1或外電輸入總開關斷開。

2.2 問題分析

冷卻風機的380 V交流電源從連接到主變壓器A1T1A初級的熔斷器F11、F12、F13處取得。合上電源后，根據控制板正常的開機邏輯程序，操作者首先要在控制面板選擇功率等級，發出開機請求命令，啟動主電源后，冷卻風機才能隨之啟動。當操作者未進行任何操作，設備卻自行啟動主電源，運轉冷卻風機，說明主電源啟動電路的接觸器在合外電電源后已經吸合，其主接點接通，給A1T1A變壓器初級供電[3]。

分步啟動電路如圖1所示。發射機接通電源后，按下開關面板的低（中或高）功率按鈕，發出開機請求命令后，控制板啟動開機時序邏輯，至第4個定時脈沖，發出K1指令，使分步啟動固態繼電器K3吸合，單相220 V交流電源供至分步啟動接觸器K1線圈。K1上電吸合后，三相交流主電源經過接觸器K1的主接點和分步啟動電阻R1、R2和R3供給變壓器A1T1A和A2T1A。這3個電阻限制了電源電路充電的浪涌電流。當K1上電吸合時，其輔助接點同時閉合，提供一個+22 V的“K1已合”邏輯信號給控制板，允許控制邏輯進行下一步。1.5 s后，開機控制邏輯信號發出K2指令，使運行固態繼電器K4吸合，220 V交流電源供至運行接觸器K2線圈。K2上電吸合后，三相交流主電源經過接觸器K2主接點直接接至變壓器A1T1A和A2T1A。當K2上電吸合時，其輔助接點同時閉合，提供一個+22 V的“K2已合”邏輯信號至控制板的控制邏輯。約半秒后，分步啟動固態繼電器K3分斷，分步啟動接觸器K1掉電斷開，完成分步啟動程序。

圖1 分步啟動電路圖

根據現象分析可知，接觸器K2在加電源后立即吸合了。將低壓電源斷路器CB4及控制電源斷路器CB2斷開，僅合主斷路器CB1，保留分步啟動電路的220 V及380 V電源輸入。合上外電電源后，故障現象仍然發生，此時可排除控制板時序邏輯故障，由此可判斷是發射機分步啟動電路存在故障[4]。

接觸器K1線圈通過固態繼電器K3接點接至單相220 V交流電源；接觸器K2線圈接直流電源，整流器CR50輸入通過固態繼電器K4接點接至單相220 V電源，其輸出接至K2的線圈。因此，產生故障的原因可能有三類：一是接觸器機械部分卡死導致主接點不能分離，二是固態繼電器接點擊穿短路使接觸器線圈加電吸合，三是周邊電路元件故障使接觸器線圈加電吸合。

故障檢查常用的檢測方法為電壓檢測法和電阻檢測法，根據情況不同選擇使用[1-2]。由于電路接入電壓高，而且周邊電路多，地方狹窄，操作不便，因此選用電阻檢測法進行檢測[3-5]。根據經驗判斷，接觸器卡死的可能性較低，固態繼電器擊穿短路的可能性較大，因此先用萬用表測得K4繼電器的1，2腳間阻值，發現其阻值接近0，懷疑K4的輸出接點短路。將繼電器K4從電路中拆分開來，用萬用表單獨測量繼電器1，2腳輸出端的阻值，并未發現短路情況。再對與K4接點并聯的壓敏電阻和阻容吸收電路進行檢查，發現電容C18已擊穿，導致發射機加電后220 V電源通過R30直接加至整流器CR50，接觸器K2線圈加電吸合，導致主電源直接加電輸出230 V功放電源，冷卻風機啟動。用相同型號的電容將C18更換后，故障排除。

3 結 語

開機分步啟動控制電路較為復雜，既涉及控制板的時序邏輯，也包含電路連接和各類分立元件，分布范圍較廣。在檢查故障時，分段、分部分斷開電源是行之有效的方法，這樣做既能幫助檢修人員快速判定故障位置，也能避免排查故障時對其他元件造成損壞，防止故障范圍擴大。確定局部位置后，再用電阻法測量電路元件的好壞，即可確定故障 位置。