NautelNX50中波發射機電源系統組成及功能概述

摘要：Nautel NX50中波發射機是當前中波廣播電臺廣泛應用的一款發射機，其電源系統在保證設備穩定運行和信號質量方面發揮著至關重要的作用。本文探討NX50發射機電源系統的組成結構及各部分的功能，旨在為中波廣播相關技術人員提供有益參考。

關鍵詞：中波發射機；電源變壓器模塊；霍爾效應

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.03.021

中圖分類號：TN 934.81 " " " " "文獻標志碼：B " " " " " "文章編碼：1672-7274（2025）03-00-03

Overview of the Composition and Functions of the Power Supply System

for the Nautel NX50 Medium Wave Transmitter

MA Chuan

（Shandong Radio and Television Transmission Guarantee Center， Ji'nan 250062， China）

Abstract： The Nautel NX50 medium wave transmitter is a widely used transmitter in current medium wave radio stations， and its power system plays a crucial role in ensuring stable operation and signal quality of the equipment. This article explores the composition structure and functions of each part of the NX50 transmitter power system， aiming to provide useful reference for technical personnel related to medium wave broadcasting.

Keywords： medium wave transmitter; power transformer module; hall effect

隨著技術的不斷進步，現代中波廣播在穩定性、可靠性和信號質量方面的要求愈加嚴格。作為一款國內外廣泛應用的全固態中波發射機，Nautel NX50發射機在滿足這些要求方面表現突出，其電源系統在保障發射機正常運行、提高系統可靠性方面發揮著至關重要的作用。本文將重點分析NX50發射機電源系統的組成、功能及其在保障發射機性能中的重要性。

1 " Nautel NX50中波發射機概述

加拿大Nautel公司長期致力于全固態發射機的研發，是全球領先的中波、調頻發射機生產廠商之一。其NX系列發射機在國內外的中波廣播領域得到了廣泛使用，其中NX50發射機是該系列發射機的典型代表。在載波狀態下，該機輸出功率為50 kW，適用于526.5～1 606.5 kHz中波頻段的信號播出。該系列中波發射機采用動態預矯正技術、DSP+FPGA信號處理技術、模塊直接數字驅動技術、九相數字PDM調制技術、全頻帶PA功放模塊等先進技術，主要組成部分包括交直流供電級、激勵器級、射頻功率級、控制/監測級、射頻輸出級等，如圖1所示。其中交直流供電級即發射機電源系統是整個發射機正常運行的基礎，起到支撐作用。

圖1 NX50中波發射機原理圖

2 " 電源系統的作用

電源系統是NX50中波發射機的基礎組成部分，負責將外部380 V/50 Hz三相交流電轉化為設備所需的多種電壓和電流，以保證各個模塊和部件的正常運行。該部分不僅為發射機的射頻功放模塊、控制和監控單元提供電力，還通過冗余設計及多重防護機制確保電壓的穩定性和抗干擾能力，應對電網波動，防止信號失真，保障發射機在長時間運行狀態下的可靠性和播出信號的質量。

3 " Nautel NX50發射機電源系統的組成

Nautel NX50發射機電源系統組成如圖2所示，以下是詳細組成及其各自的功能描述。

3.1 電源變壓器模塊

電源變壓器模塊是Nautel NX50發射機電源系統的起點，負責將外部電網提供的三相交流電接入發射機并進行電壓轉換、隔離和穩定等處理，為后續的整流和濾波過程提供輸入電源。

電源變壓器模塊的核心組件是T1變壓器。該變壓器的初級線圈接入外部的三相交流電，設有多組抽頭，可以根據實際需求接入不同等級電壓。在國內通常接入的是380V/50Hz的三相交流電。T1變壓器的初級線圈經過精確設計，能最大限度地減少電能損耗，確保高效傳輸，同時還可以隔離輸入電源中的噪聲和電磁干擾，提升輸出電源質量。次級線圈負責將轉換后的電壓提供給發射機的整流和濾波模塊。空載情況下次級輸出310 V的三相交流電。次級輸出還負責為開關電源模塊提供輸入電壓，這一部分電能經過進一步轉換，用于發射機內部的低壓控制電路和信號處理電路。此外，變壓器的次級輸出還并接有壓敏電阻組件，用于在次級電壓過高時提供保護。

電源變壓器模塊還設有交流電源指示器，用于實時監控三相電源的狀態。該指示器由六個發光二極管組成，分別并接在T1變壓器的初級三相電源（ABC相）上，指示各相電源的供電情況。這一設計便于技術人員在日常操作和維護時，隨時了解三相電源的狀態，及時發現和處理電源異常情況，避免因電源故障導致的設備停機或信號中斷。

3.2 整流和濾波模塊

整流和濾波模塊是Nautel NX50發射機交直流電源系統中的關鍵組成部分，主要負責將電源變壓器輸出的交流電轉換為高壓直流電，并對該直流電進行凈化，以滿足射頻功放模塊和其他電路的需求。該模塊的設計與實現直接影響發射機的穩定性和信號質量，因此在整個電源系統中具有重要的地位。

整流部分采用的是三相可控硅整流器。該整流器將來自T1變壓器的310 V三相交流電轉換為+400 V的高壓直流電。其工作原理是通過控制可控硅的導通角，從而精確調節直流輸出電壓，以適應不同負載要求。通過這種方式，整流器能夠有效地實現對直流電源的動態調節，為射頻功放模塊提供穩定的電源，確保發射機的正常運行和信號輸出的質量，這一部分電路與DX系列發射機的電路設計相似。

在整流過程中，三相交流電通過整流器后生成的直流電流中可能會含有高頻噪聲和電磁干擾，為了解決這個問題，整流模塊還配備了四個濾波扼流圈。該扼流圈的作用是對直流電流進行高頻噪聲抑制，濾除電流中的脈動和干擾，確保輸出的直流電源能夠保持純凈且穩定。

圖2 電源系統示意圖

3.3 霍爾效應電流傳感器

霍爾效應電流傳感器是Nautel NX50發射機電源系統中的重要組件，主要負責實時監測流經電路的電流強度，并將測量結果反饋至控制系統。這一傳感器采用霍爾效應原理，具有高靈敏度和寬測量范圍，是保證發射機安全和穩定運行的關鍵技術裝置之一。在NX50發射機中，霍爾效應傳感器位于整流器與濾波器之間，負責對+400 V直流電的電流進行實時監測。該傳感器的輸出信號直接反饋至機柜接口電路板，為控制系統提供電流狀態的實時數據，從而確保發射機在安全電流范圍內工作。與傳統電流測量方法相比，霍爾效應傳感器具有更高的準確性和響應速度。

3.4 B+電源分配板

B+電源分配板主要負責高效分配整流后的+400 V直流電，為射頻功率級提供穩定的B+電源。該分配板的設計采用了分組供電、獨立運行的理念，保證了整體系統的穩定性和可靠性。具體而言，B+電源分配板的核心功能是將來自整流模塊的高壓直流電源分成五路，分別供給五個10 kW射頻功放模塊組，每個功放模塊組含有4個功放模塊[1]，這樣使得每4塊功放模塊擁有一個獨立的B+電源，五組功放模塊之間互不影響。這一設計顯著降低了由于某路B+電源不正常所帶來的潛在風險，確保了發射機的工作的連續性和信號穩定性。

此外，B+電源分配板還負責向機柜接口電路板提供B+采樣電壓。通過實時監測直流電源的狀態，控制系統可以動態評估電源的穩定性，及時發現潛在的電源問題。例如，當B+電源的輸出電壓出現波動時，采樣電壓反饋將啟動調節機制，保證B+電源穩定輸出。

3.5 電容模組及泄放電路

電容模組和泄放電路是NX50發射機電源系統中確保B+電源穩定性和電氣安全性的關鍵組件。電容模組的主要作用是對整流后的+400 V直流電源進行進一步整流濾波，以保證送至射頻功放模塊的電源更加平穩和純凈，尤其是在高功率長時間運行的情況下。通過對直流電源的二次整流濾波，該模塊可以有效消除電源中的剩余波動和高頻干擾，從而減少電源噪聲，提高信號的穩定性和純凈度。該設計在保持信號輸出的連續性和避免信號失真方面發揮了至關重要的作用[2]。

除了確保電源穩定性，電容模組還整合了泄放電路，用于發射機關機后安全釋放系統中的殘余電壓。泄放電路的核心元件是繼電器K1和R7泄放電阻。在發射機正常工作時，K1繼電器觸點保持斷開狀態，R7泄放電阻與電路斷開，泄放電路不會影響發射機的正常運行。當發射機關機時，K1繼電器觸點閉合，R7泄放電阻接入電路，殘余的高壓將通過泄放電阻釋放到大地，從而確保關機后不會有殘留的高壓對設備和操作人員構成威脅。這一設計通過快速有效的殘壓泄放，顯著提高了系統的安全性，避免了關機后的電氣風險。

3.6 開關電源模塊

開關電源模塊在Nautel NX50發射機電源系統中發揮著關鍵作用，主要負責為發射機的各個低壓電路提供穩定的直流電源。該部分包含三個獨立運行的電源模塊分別輸出+48 V、+15 V和+12 V直流電源，輸入來自T1變壓器次級輸出中的一相。開關電源模塊采用高效的電源轉換技術，能夠提供高效、穩定且高度可靠的電源支持，對提升發射機的整體性能作用顯著。

3.7 機柜接口電路板

機柜接口電路板是Nautel NX50發射機電源系統的核心管理模塊，它負責接收、處理和分配電源信號及控制信號，確保發射機各個模塊的正常運行與有效協同。該電路板連接了電源系統中的所有輸入和輸出信號，起到了數據交互和控制的橋梁作用。機柜接口電路板的主要功能包括接收來自開關電源模塊的+48 V、+15 V、+12 V低壓直流電源和電源系統其他各部分提供的采樣、控制等信號；向激勵器級和控制監控級輸出+5V、±15V、+12V、B+采樣信號等。該電路的設計使發射機能夠實時監測電源系統各部分的工作狀態，保障了發射機的整體電源管理能力[3]。

3.8 電弧探測器模塊

電弧探測器模塊是Nautel NX50發射機電源系統中采用的重要安全防護機制，用于實時監測電源系統中的電弧或打火現象，以防止電弧引發設備損壞，產生安全隱患等。

3.9 散熱系統

溫度是影響電源系統工作狀態的重要因素，合理設計和進行系統散熱是保障發射機長期穩定運行的關鍵。為了實現有效散熱，一方面發射機頂部預留了寬敞的出風口，便于熱空氣的快速排放；另一方面發射機內部安裝有高效散熱風扇，能夠迅速排出整流器及其他組件產生的熱量，實現冷熱空氣的快速交換。此外，設備內部的組件布局經過精心設計，便于技術人員定期清理灰塵和進行必要維護。

4 " 結束語

綜上所述，Nautel NX50中波發射機的交直流電源系統在保證發射機安全運行方面起到了至關重要作用。其通過高效的交直流供電設計、多級整流與濾波技術以及完善的安全保護機制，可有效應對廣播行業對高可靠性和穩定性的要求。希望本文能夠增進相關人士對Nautel NX50電源系統重要性及其工作原理的了解，為中波廣播設備的維護和技術改進提供有益的參考與啟示。

參考文獻

[1] 單婷婷.中波廣播發射機的功率放大器線性化技術優化策略[J].電視技術，

2024，48（11）：20-22+33.

[2] 徐永嬋.數字中波廣播發射機在廣播電視行業的應用與發展[J].電聲技術，

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[3] 呂海劍.中波廣播發射機故障及處理方法探討[J].西部廣播電視，

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