通辽735发射台中波1kW发射机功率放大单元原理介绍

2016-08-08木仁佟红梅

大科技 2016年7期

关键词：功率放大场效应管可控硅

木仁佟红梅

（内蒙古自治区新闻出版广播电影电视局通辽735发射台）

通辽735发射台中波1kW发射机功率放大单元原理介绍

木仁佟红梅

（内蒙古自治区新闻出版广播电影电视局通辽735发射台）

本文介绍了ZT-G1KW-Ⅲ型中波发射机的重要组成部分——功率放大单元。

功率放大；调制；滤波；电流不平衡检测

笔者所在发射台使用的中波发射机为ZT-G1KW-Ⅲ型全固化中波广播发射机，由哈尔滨正泰广播设备有限公司设计、制造。本文主要介绍其中的功率放大单元。

在1kW功率放大器中有三个相同的功率放大单元，每个单元能提供450W的RF功率。功率放大单元由电平转换、调制驱动、低通滤波器、RF功率放大、电流不平衡检测、温度越限保护等几部分组成。下面分别介绍各部分原理：

文中出现的元器件标识请参考原理图。

电平转换由三极管2Q3、2Q4和电平驱动电路2U1及相关电路来完成。调制器来的输入信号是0V（逻辑0）到+15V（逻辑1）之间脉冲宽度可变的方波，经过2Q3和2Q4电平转换成-72V（逻辑0）到-60V（逻辑1）之间变化的调制驱动信号，2U1把小电流的方波变换成大电流驱动，以满足后级IRF140场效应管的饱和导通。2CR3是12V稳压二极管，它提供2U1和2Q4的电源电压，所以2U1和2Q4的相对电源电压为12VDC。

1 调制驱动

功率场效应管Q1、Q2和阻尼二极管CR1组成调制驱动电路。Q1、Q2并联驱动，工作在开关状态，开关速度很高，其输出高电平为0V低电平为-72V的方波。当Q1、Q2的栅极为逻辑1电平时，Q1、Q2就导通并将-72V电压加到低通滤波器（LPF）中，当Q1、Q2的栅极为逻辑0电平时，Q1、Q2就关断，此时阻尼二极管CR1维持电流流进LPF。

2 低通滤波器

低通滤波器由 3L1、3L2、3L3、3C1、3C2、3C3、3C4、3C5 组成。此滤波器滤去（80KHz）脉宽调制频率成份和音频以外的高频成份。3L3、3C5并联谐振，成为80KHz的阻塞网络。

在载波状态下LPF的输入为脉冲宽度相同的方波，通过LPF滤波后为直流负电压，此电压的高低与载波输出功率相对应。在有调制音频的状态下，LPF的输入为脉冲宽度可变的方波，通过LPF滤波后变为直流负电压上迭加音频波形，此音频幅度的大小代表调制度的深度。3CR1是过电压保护二极管，吸收开关瞬间产生的过高脉冲。

3 射频功率放大器

射频功率放大器由高频变压器T1、T2和双向稳压二极管CR2—CR9和场效应功率管Q3—Q10组成。八个场效应管分成两个并联桥式推挽D类射频功率放大器。电路原理如图1所示。

图1 射频功率放大器原理

桥式电路工作原理是在射频电压正半周Q4、Q8和Q5、Q9导通，Q3、Q7 和 Q6、Q9 截止，电流方向为 Q4、Q8→A→B3→B→Q5、Q9；在射频电压负半周 Q3、Q7 和 Q6、Q9 导通，Q4、Q8 和 Q5、Q9 截止，电流方向为Q6、Q10→B→B3→A→Q3、Q7。这样放大后的射频信号在输出变压器上迭加，组成完整的射频信号，以方波形式输出。CR2-CR9是双向保护二极管，加在功率场效应管的源极与栅极之间，防止输入信号电压过高损坏场效应管。

4 电流不平衡检测

电流不平衡检测电路由1T1、1CR1、1R1、1R2和1C3构成。变压器1T1的两个初级绕组圈数相等，相位相反。当1T1的两个初级绕组上流过的电流相同（即后面的所有的功率场效应管都工作正常）时1T1的次级绕组上感应电压抵消为0，当1T1的两个初级绕组上流过的电流不相同（即功率场效应管有损坏或工作不正常）时，1T1次级绕组上产生感应电压，此电压由二极管1CR1半波整流后，在1C3上建立一个正电压，触发可控硅导通，封锁调制信号输入，以免损失扩大。可控硅1Q1有记忆功能，电源关闭后再启动才解除可控硅1Q1的状态。

5 温度检测及保护

温度检测及保护电路由A2板上的2RT1、三极管2Q1、2Q2和可控硅1Q1、3Q1及周围电路组成。2RT1是热敏常开开关，当功放盒内温度升到80℃时2RT1接点闭合，三极管2Q1导通，可控硅1Q1开启，三极管2Q2的基极电平变为0V，一路通过2CR2封锁调制信号输入，另一路2Q2导通，约12V电压加到可控硅3Q1的控制极上，使3Q1导通强行关断调制器输出，保护机器。