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AV62功放的控制单元故障两例与分析检修

2011-07-04

科技传播 2011年20期
关键词:功率放大数据线高电平

金 鹏

福建省广播电视传输发射中心101台,福建 福州 350001

AV62是泰克诺全固态1kW电视发射机上的功率放大模块,一台1kW的设备上都存在两个AV62功放,一个负责图像功率放大,一个负责伴音功率放大,在1kW发射机的播出使用过程中,故障多半数会集中在AV62功放上,现列举两例在实际维护工作中遇到的故障,解释分析判断故障的思路,以及解决故障的措施和方法。

故障一:设备无告警,直流开关电源无输出

故障现象:在例行的每周二窗口检修时间,检修过程仅仅是对两个功放模块做了除尘保洁,功放恢复原位后,负责图像通道的AV62在上电后出现了DC/DC 3.5kW直流开关电源无输出,但设备无告警信号的故障。

故障分析:AV62是由功率放大通道,逻辑控制单元,DC/DC3.5kW直流开关电源三大块组成的;AV62内部结构如下方框图图1:

图1 AV62功放内部逻辑方框图

在功率放大通道中,射频经过功率放大模块A1、A2后,由三路分配器分三路各自给A3、A4、A5放大器放大,各自放大后经过三路合成器合成后输出,A1主要负责增益控制、相位控制,射频功率没放大,A2放大量是200W,A3、A4、A5各500W,整个AV62功放射频输入功率是10W,最大输出1500W。

AV62控制单元的作用是为直流开关送出使能EN+高电平开启信号,开启DC/DC直流电源工作;为功率模块A1提供功放模块V-BIAS信号,以达到动态控制输出增益。AV62模块内设功放自我保护电路,在信号放大通道流经的每一级都设置了不同参数的取样传感器电路,传感器收集到的信号转换成模拟电平,或与基准参考电压比较,或后级与前级比较,通过运算放大器的电压比较电路,工作状态异常时,输出告警信号,后续的告警处置电路先判断故障性质,当设备存在恶性告警故障危及功放自身安全情况下,报警回路会送出BLOCK封锁控制信号,或者功放内部温度到达许可的极限,或者反射功率太大,均能切断使能EN+信号送出,导致3.5kW开关电源无输出,开关电源得不到使能信号允许,电源无法开启工作;这是电源不工作、会告警的一种情况;而3.5kW开关电源不工作、也无告警信号,只能是三个原因:

1)要么开关电源自身有问题;

2)要么是控制单元没有将开启开关电源的使能EN+信号送达;

3)要么是电源不工作,是有告警了,而告警指示信号因线箔腐蚀阻断。

为了区分故障范围,试着将数据线WF2拆卸后,如图2,使用跳线,将GR7开关电源的P3接口的pin7与pin8短接、pin9与pin10脚短接,目的是给P3接口提供一个仿真的高电平使能EN+信号,以开启开关电源工作,上电之前,将图2中的几个保险管卸下,卸下的目的是,由于WF2被卸下,此时控制单元已经被彻底甩掉了,开关电源失去控制单元保护电路的保护,万一负载存在短路,会影响电源自身安全,引起故障扩大。

图2 短接法速判开关电源好坏

上电后测量DC/DC有32V输出,说明开关电源没有问题,故障可能是EN+信号没送达开关电源,范围缩小到控制单元与控制单元连接的14芯的数据线WF2。拆下14芯WF2数据线测量,一对一连通,只能继续查控制单元使能EN+信号回路。恢复WF2连接,上电后的回路如下图3:

图3 控制单元输出En+信号示意图

经测试,T3的“e”极有10伏的电压,说明设备正常,T3才会导通,EN+信号有送达GR8控制单元的J2口pin8,第三种指示回路线路板铜箔断的情况也不可能了,因为EN+正常,设备状态本身说明很正常,更不需要告警指示显示报警了,那就很奇怪了,既然J2有使能EN+有效的信号,为什么送不到端口P3去?J2与P3唯一的通路就是数据线WF2了,难道数据线WF2存在问题?回头再测量WF2的时候,重复折叠、拉直数据线动作,发现存在有时不通现象。原来,回装WF2连接开关电源与控制单元时,为了拐弯且平整的要求,扁平数据线平时都是折叠成直角平贴在内壁上,检修除尘时会拆卸拉伸平直,究其原因,可能与年久老化有关,除尘清洁的拆装过程只是使线路开路的隐患加剧,数据线经不起多次折叠,乃至加重了隐患促成了开路。查明原因后,更换数据线WF2后, 3.5KW开关电源开启正常。

故障二:冷却故障

故障现象:图像AV62功放温度指示灯亮,功率下降。

故障分析:温度指示灯亮,应重点查看感温回路,以及温控回路,冷却负载。

温控采用两档控制,开机后,常温到极限温度范围内,控制单元靠输出V-BIAS控制电压的大小调控A1的增益,温度渐升时,V_BIAS电压渐降,控制放大模块A1输出功率下降,内部温度达到平衡,A1输出功率随之平衡;冷却系统失衡情况下,内温平衡不能持续保持,温度马上接近并升到极限承受温度时,图3的最大温度支路的电压比较器输出高电平,带动T5导通,连锁触发T3截止,使能EN+信号回路被切断,功放丢失去电源,功率就为0,就不是功率下降的故障了,因此故障二的现象只会是发生在常温与极限温度范围内的故障。

功放内部通过温度传感器收集温度状态,四个热敏电阻沿着散热器紧贴内壁安装,数据通过扁平数据线WF3接口,再送到控制板上的风扇冷却控制系统,如图4:

图4 GR8控制单元冷却风扇回路输出控制示意图

风扇的正端电源通过一组并联的电阻接在+24V的输入端,四个2.2Ω2W的电阻R197/R198/R219/R220并联,风扇的负端接在T1的漏极。初始状态,设备上电后,温度电阻采集到的电平不足以使IC22B运放输出高电平,MOS管T1栅极无触发电平,T1截止,风扇回路断开,初始温度不高的时候,风扇是不会转的;设备运行一段时间后,功放工作产生热量,温度传感器采集到的电平超过风扇启动的参考电平时,运放IC22B输出高电平,T1栅极G高电平,漏极通过由R189/R190/R193/R194四个2.2Ω2W的电阻并联下地,风扇回路闭合,启动风扇工作。

温度传感器亮红灯,说明功放散热已经不好才会告警,要么风扇不工作,要么风扇转速下降,导致功放内部升温,温度传感器采集电压上升,触发指示电路指示温度告警。风扇不转的原因有两种情况:

1)放大模块中风机自身老化损坏;如电机线圈开路/短路、转子轴承润滑油少造成抱轴;

2)控制电路失控。

风机自身原因的判断很简单:可以使用万用表的直流电压档测量风机的电源输入端,U=24V时风机不转,则需更换新风机。

控制电路失控的确认方法是测量风扇负载的两端电压,如果低于24V或没有电压,就要判断MOS管T1的好坏,在路可用一个10k的电阻将+7V直接搭接在J7的MOS管T1的G级上,风机工作,表明MOS管正常;不工作,MOS管坏需更换;MOS管都没问题就要倒退查运放IC22B,线路板TP4测试点是运放的7V电压,输出不正常说明运放有问题,应更换运放芯片;MOS管、运放、风扇均正常情况下,就应该查输入的测试电压回路,温感的电压不正常,也会导致运放不能输出高电平。

风扇转速下降重点查输入电压是否24V,欠压转速会下降。

经检查后,确认故障是由于J7的接线柱端子接触不良,松动后虚接造成G级电压过不去,造成的原因可能是除尘时,拆卸板卡触碰造成的松动。拧紧J7的螺丝,紧固T1的接线脚。恢复播出,告警解除,功率明显提升。

[1]BT03-1021KW UHF TV TRANSMITTER(用户手册).

[2]工程图纸图号-5323008010-ED.

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