浅析DX发射机功放电源工作原理

国家新闻出版广电总局561台 王 澜

浅析DX发射机功放电源工作原理

国家新闻出版广电总局561台 王 澜

本文主要研究DX发射机电源控制板闭环控制系统的基本原理，对电压故障的现象及处理进行分析，通过详细的分析提出设备维护的意见。

DX发射机；电源控制板；闭环控制系统；基本原理

DX发射机是美国在上世纪90年代研发的数字调幅发射机，目前我国常用包括DX200及DX600系列，DX600系列发射机主要包括三个DX200组成，其中的功放模块250V电源及驱动模块电源都是整流柜所提供。在此背景下，本文首先介绍电压故障的现象及处理方式，之后对控制板中的电源功放故障进行分析，以此实现PS控制板中功放电源控制原理的研究，最后通过详细的分析及研究提出电源系统在日常维修过程中需要注意的事项。

1 电压故障现象及处理

电压常见故障为试机过程中不能够实现正常的加功率，在下达开机指令之后，整流柜电源显示板中LED故障显示板都表示功放电压出现故障。通过观察表示，LED显示电压表指针在开机的时候处于280V的位置，之后出现射频封锁直到关机。根据此情况，表示是因为开机时候的功放电压输出过高，以此导致控制电路出现关闭保护，之后检查整流柜线路，显示TB4端子排中的250V功放电压松动，将其重新紧固之后开机正常[1]。

另外，由于下达开机指令之后，因为线路松动导致PS控制板无法接受功放电压反馈信号，以此使控制电压上升，控制系统在检测过压故障之后发出射频封锁指令，直到关机。在日常检修过程中要注意：不仅要检查TB端子连接线的紧固，还要对R11进行测量。PS控制板中的插座针脚会因为氧化导致接触不良，出现此种情况要及时处理。连接端子的接触不良和阻值变化也会导致电压波动，所以在维修过程中也要注意。

2 PS控制板中信号及电压

2.1 PS信号的作用

整流柜中电源组件的启动和关闭都是通过PB接口板中的U37芯片实现控制的，详见图1，在待机时候芯片的输出信号为高电平，这个时候的电源组件停止工作，放电组件开启。在下达开机指令之后，PS信号就会转变成为低电平，将其送到PS控制板中[2]，PS信号在电源控制板中的主要作用为：

其一，提供点火板可控的软启动指令，也就是开启点火板工作。点火板根据PS控制板中J4-12的相位能够控制电压大小，实现可控导通角稳态输出功效电压，在没有下达开机指令的时候其为高电平，这个时候的点火板工作是被禁止的。

其二，控制系统在没有接收到整流柜故障信息时候分别开启驱动、风机及功放等电源，这个时候的电阻件工作就会停止。

其三，开启故障延时器的时候IS时间中实现功放电压及二进制电压、驱动电压故障的屏蔽，并且屏蔽信息不会显示在电源显示板中。在到达一定时间之后，以上故障都会导致控制系统出现关机指令，这个时候的电源组件停止工作[3]。

2.2 PS控制板电压

在传统设计过程中，下达开机指令之后，PS控制板中的电压会从5.6V升到10V，这个过程和功放电压上升的过程是相互对应的，直到输出功放电压稳定。在PS控制板后期修改原来的线路，在开机及待机时候电压都是9.5VDC，所以功放电压步进启动主要是通过点火板及闭环反馈控制系统实现。在PS控制板中，如果检测到外电205VAC跌落，还要避免导通角长时间处于大范围变化中，避免可控硅失去整流作用，这就是节电模式。

图1 PS控制板功放电源控制原理

3 功放电压步进启动及稳压原理

电源通过可控硅实现整流之后的输出电压作为功放模块的工作电源，在发射机没有调制的时候，功放模块负载不变，所以功放电压为定值。在调制之后，功放模块负载在调制信号不断变化的过程中，输出电压也会发生一定的变化。功放电压不稳定会导致发射机指标下降，影响设备稳定的运行，所以发射机在运行过程中要实现功放电源的稳压。PS控制板中的功放电压步进启动及稳压都通过闭环反馈系统实现，图2所示为闭环控制系统原理，通过Q8实现控制系统的启动及关电断。在收到PS指令之后，点火板会开始工作，之后Q8截止，C29使用R77充电，250V功放电压步进启动[4]。以下为控制环在Q8导通及截止时候的状态。

3.1 Q8导通时控制环状态

通过图1可以看出来，在待机时候的电压为9.5V，电位器为中间值，处于高电平时Q8导通，可控硅截止。电压为J1-7，J1-8表示回路，这个时候电压1表示0V，那么U1-1电压通过以下公式进行计算：

在U2-13电压计算的时候，R1和V1都是中间中间量，通过下式表示：

这个时候的U2-13电压比U2-12小，所以U2-14电压值表示10.6。

3.2 Q8截止时控制环状态

在开机之后PS电压处于低电平状态，在Q8截止时候的状态主要包括两个极限情况，分别为无功效放电压输出J1-7表示0,U2-13电压通过下式进行计算：

通过上式表示U2-12比U2-13的电压小，所以U2-14电压表示0，U3-7电压的计算通过下式表示：

这个时候的U3-7将输出最大电压表示10.6V，那么U3-8和U3-7电压相同，此电压就是可控硅全导通输出最大电压。

图2 闭环控制系统原理

3.3 反馈控制工作原理

通过图2可以看出来，V4是电压合并之后的等效电压，R4是合并之后的等效电阻，使R3、C28及U2-14创建为比例积分放大器，也就是PI控制器。在PS控制板接收到PS L发送过来的信号时，Q8就会截止，C29使用R77进行充电，在电压不断提高的过程中，PI控制器就会启动，这个时候电压就会下降，在下降到一定程度的时候，电压就会逐渐上升，可控硅导通角就会逐渐扩大，并且具有电压输出，这个时候的J1 7取样电压为反馈量在反馈控制环中。电压上升，TP电压下降，那么V5缩小。如果在整个过程中的PS电压表示为高电平，那么点火板静止工作的时候Q8处于导通状态，C29通过R56放电导致电压升高，控制电压降低，这个时候可控硅输出端没有电压，控制电压在稳压过程中会出现震荡现象，通过滤波之后的输出功效电压出现波动，此种情况会导致设备出现过压过流现象，所以要在反馈环中添加取样电压，通过提高系统阻尼程度，实现可控硅的稳态输出，反馈环阻尼程度和负载具有正比关系[5]。

4 结束语

PS控制板作为DX发射机电源系统中的主要部件，其在功放电压故障时候要使用相应的手段对其防治，比如在日常维修过程中要全面检查，包括端子、功放电压及二进制电压等；在维护过程中输出电压的波动，定期检修，测试电源控制板关键点电压，也要注意测试电源控制板250V电源检测电路，确保功能正常，达到保护发射机的目的等。PS控制板的随机技术手册的工作原理较为简单，本文通过分析控制系统工作原理，希望能够为DX发射机的日常维护工作人员提供帮助。

[1]关芳.DX-600发射机FCOG6100控制板的原理与应用[J].西部广播电视,2015(20):225-226.

[2]张向帆.DX发射机电源控制板闭环控制系统工作原理的分析[C]//中国新闻技术工作者联合会2015年度“新闻科技论文”优秀论文集,2015.

[3]张向帆.DX发射机电源控制板故障检测电路原理的分析[J].数字技术与应用,2015(6):2-4.

[4]曹丰岭.DX-200中波发射机电源放电电路原理及故障分析简[J].广播电视信息,2016(s1):62-63.

[5]王华军.DX型中波发射机直流型模式开关控制板工作原理[J].中国科技信息,2012(10):147-148.