DF100A型100kW短波发射机马达电源板的故障分析及改进

李琍

摘 要：DF100A型100 kW短波发射机在发射机自动化改造完成后，采用一块马达电源板，为发射机调谐控制系统提供±15 V电源，但该马达电源板在安全播音中频繁出现故障。对故障情况进行了深入的分析，并提出了具体的改进措施。

关键词：马达电源板；电源；设计原理；驱动板

中图分类号：TN838 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.069

伴随着设备自动化、信息化、集成化程度的提高，我台12部DF100A型100 kW短波发射机先后于2005年和2008年进行了发射机自动化改造工程，改造后的发射机自动化系统采用了一块马达电源板，为发射机调谐控制系统提供了精确的±15 V直流稳压电源，但是，此电源板没有过流短路保护功能。在实际的应用中，当马达电源板回路出现过流或短路故障时，容易出现损坏马达电源板和驱动板等现象，严重时，还会出现损坏电容、电感和伺服马达等器件的情况，为安全传输发射播出工作埋下了很大的隐患。针对上述问题，我们进行了认真的调研和分析，并对其进行了改造。

1 改造前马达电源板的工作原理及问题

1.1 改造前的马达电源板的工作原理

改造前的马达电源板是专门为发射机自动化系统设计的辅助电源，将原有的±28 V电源转换成为±15 V直流电源，改为独立的±15 V电源。该板产生的±15 V直流稳压电源给高前、高末调谐、高末负载、平转、谐波以及三个波段的所有预置和调谐电位器供电。输入的±24 V直流电源经稳压后，通过马达驱动母板提供给各路马达驱动放大板、调谐电位器和随动电位器。该稳压电源还用于马达缓冲板。马达电源板还能够通过对各马达驱动放大板输出的状态进行检测，判断各马达板是否工作正常，并可通过485口将不正常的马达驱动放大板信息传送给本地控制单元计算机。

1.2 改造前的马达电源板引发的故障分析

1.2.1 马达电源板烧坏

发射机在播音过程中突然掉高压，重加时也上不去，末前找不到调谐点，手动调谐，情况一样。仔细观察，高前、高末等传动部分均不动作，不能驱动马达到位。迅速判断为调谐控制系统的公共部分出现故障，检查后发现马达电源板+15 V限流电阻烧黑，测量阻值为无穷大，说明该电源板负载有短路现象，后查到末前随动电位器焊接线碰到机箱外壳。在以后的维护工作中，凡是更换、焊接随动电位器时，应注意先拔下组件插头，防止意外短路而烧坏马达电源板。

1.2.2 调谐时找不到调谐点，马达驱动限位

在马达电源板提供的±15 V两路电源中，+15 V电源损坏，-15 V电源正常供电。在调谐控制系统中，这样的情况使马达驱动板持续输出+28 V或-28 V电源，伺服马达一直向一个方向转动，直到限位。

DF100A短波发射机调谐、调载等各种回路的调整归根到底是对真空电容和电感的调整，这些器件不可能在一个方向上无限可调，如果调整超过限定，就会损害器件。人在调整时，不可能知道这些器件是否到限位点，这时就由机械限位装置来保护这些可调器件的安全，当到达限位点时，机械限位装置会断开马达，使放大器的输出电压不能加到马达上，即马达停止转动。

1.3 改造前的马达电源板存在的问题

此马达电源板没有过流短路保护功能，从多年发射机的运行情况和故障现象判断，在实际的应用中，当马达电源板回路出现过流或短路故障时，会引起以下故障问题：①损坏马达电源板；②马达驱动板长时间在大电流输出状态下工作，导致马达驱动板损坏；③马达电源板提供+15 V和-15 V两路电源。根据多年的维护经验，通常马达电源板损坏情况为只有一路电源损坏，而另一路正常供电。在调谐控制系统中，这样的情况使马达驱动板持续输出+28 V或-28 V电源，伺服马达一直向一个方向转动，直到限位。在限位保护失灵时，会损坏电容、电感、伺服马达等器件。

2 改造后的马达电源板结构图及设计原理

2.1 改造前后的马达电源板

2.2 改进后的马达电源板结构

改进后的马达电源板结构如图2所示。

如图2所示，改进后的马达电源板增加了过流取样电路、过流判断电路、过流保护电路和过流指示电路四个部分。过流取样电路负责对电源板工作时的电流情况进行取样；过流判断电路负责判断电源板工作电流是否大于设定值，当大于设定值时，发出过流信号；过流保护切断执行电路在接收到过流信号后，同时切断两路电源供给，马达电源板输出电压为0，能有效避免电源板烧毁以及+15 V和-15 V两路电源中，有一路过流短路损坏，而另一路供电导致的发射机调谐控制系统问题；指示电路完成马达电源板的正常工作指示以及过流切断指示。

2.3 改造后的马达电源板的设计原理分析

改造后的马达电源板的设计原理如图3所示。在电路中，R1、R2用来进行过流取样，R2、R3、R7、U2组成过流判断电路，K1、Q1、D2、D4组成过流保护电路，在过流时，执行切断功能。在工作时，+24 V电压通过R1、K1-13，11接点送到U1，U1输出+15 V电压，为调谐控制系统提供+15 V电源。对过流信号的取样是通过R1、R2完成的。当电流变化时，电流在R1两端形成的压降也随着变化，R2中心端的电压也会发生变化。这样就把电流的变化转化为电压的变化，方便进行取样。R3、R7组成分压电路，R7上端的电压经R11送到比较器U2-3脚。R2中心端电压通过R4送到比较器U2-2脚。U2-3脚处的电压是固定的。当电路电流增大时，R1端压降增大，K1-11脚处的电压降低，进而导致R2中心端电压和U2-2脚电压降低。电流增大到一定程度时，会导致U2-2脚电压低于U2-3脚电压，U2-1脚输出高电位+24 V。这时，Q1、D4导通，K1线圈得电，K1动作，K1-13，11脚断开，切断了U1的电源供给，同时U1输出电压为0，停止向外供电。在K1-13，11断开后，U2-2脚电压通过R2拉到0.低于U2-3脚电压，U2-1脚保持输出高电位+24 V，使得Q1、D4保持导通，继电器K1线圈保持得电。当K1动作时，K1-4，8脚接通。因为K1-4接地，K2-1脚接-24 V，这样，D6导通，继电器K2线圈得电动作，U2-4，6脚断开，切断-24V电压到U3的通路，U3输入电压为0，所以输出电压为0，不能向外部提供-15 V电压，停止供电。

电流过流值的设置，调节电位器R2可以设置+15 V电源的过流保护电流值，调节电位器R13可以设置-15 V电源的过流保护电流值。

在电源正常工作时，LED1为红色发光二极管，发光时，指示+15 V电源工作正常。LED2为绿色发光二极管，发光时，指示-15 V电源工作正常。当出现过流或者短路时，电路进行保护，此时，继电器K1、K2同时动作，K1-9，11闭合，点亮黄色发光二极管LED3，指示电路过流。在过流短路切断保护时，因停止+15 V和-15 V供电，LED1、LED2灭。

-15 V电源的工作原理同过流切断保护和+15 V电源部分工作原理相同。

3 改造后的效果

改进后的马达电源板实现了过流保护切断功能，当+15 V或-15 V有任一部分过流或短路时，+15 V和-15 V两路同时切断，并增加过流短路切断指示；电流过流值根据发射机具体播出情况可以调节设置；最为突出的特点是过流保护响应快，为毫秒级。

改进后的马达电源板投入运行已两年有余，运行稳定，发射机很少再出现马达驱动电源等引发的停劣播事故，保证了马达电源板、马达驱动板和电容电感等器件的安全，为安全传输发射工作提供了强有力的保障。

〔编辑：王霞〕

Abstract： DF100A type 100 kW shortwave transmitters in the automation of the complete transmitter， uses a motor power board provides ± 15 V power supply for the transmitter control system tuning， but the motor power supply board often fails in safe broadcasting. For failure to conduct a thorough analysis and proposes concrete measures for improvement.

Key words： Motor Power board； power； design principles； drive plate