一种PDM中波发射机“主电源异常”软故障分析

2018-05-09

视听 2018年4期

（广西广播电视无线传播枢纽台）

1 引言

综合统计、分析全区各台站发射机的故障情况，PDM中波发射机“主电源异常”故障造成停机事故普遍存在，且故障频率比较高，但在抢修过程中，多数未能查出具体的故障起因，往是自然恢复的比较多。所以，该类型故障的存在，给值班员带来很大的心理压力，对安全播出是一个潜在的隐患。

2 主电源异常故障的特点和危害

通过查阅行业内相关资料，发现在PDM中波发射机里，“主电源异常”故障是个比较常见的故障类型之一，而这个主电源又是发射机设备不可替代的重要单元，它关系到设备能否顺利开启，直接影响到设备安全运行和停播率指标。在PDM中波发射机构成中，真正造成主电源故障原因的原因有很多，几乎单元内每个元器件的损坏都可以促使主电源故障发生，而导致无法开启发射机。只是在实际应用中，正常运行的元器件直接损坏造成主电源故障发生的机率并不多，而且一般元器件直接损坏造成的故障，故障点目标目确，都比较直观，处理难度小很多，此处不再赘叙。而在这里要分析的是那种显示“主电源异常”，而又查无出处的软故障。这类故障的特点是只造成发射机停播，对发射本身并没造成直接的损坏，常常令维修人员无从下手，致使发射机带“病”工作，除了对安全播出留下隐患外，还给值班人员带来巨大的心理压力。

3 主电源异常故障的起因分析

这类“主电源异常”显示的故障，其实引发部位并不在主电源单元本身，而是在控制电路板里。这种常常出现却又能自行恢复的故障，造成维修时让人无从下手。那么不是主电源单元造成的故障为什么监控会发出“主电源异常”指令呢？我认为是取样与监控检测单元有问题。请看下图，图1是陕西762厂(如意公司)1kwPDM中波发射机典型应用的主电源故障取样监控检测电路图(其它公司以及各类机型都大同小异)。

说明:

①主整电源输出的高压各厂、各机型不尽相同，但都是负压，而取样电压一般都是－10Ⅴ，为线性取样。

②LM339为非常常用的四比较器，该集成电路失调电压小，共模范围大，当两个输入电压差大于10mⅤ就能可靠翻转。

③主电源异常除单元本身故障外，一般都是指外电波动范围大于标称输入交流380V的10%(l±10%)。

从图2中，我们可以计算一下正常情况下静态时О点电位：

Ⅴo=ⅤA -ⅤAo=ⅤA - Io*RA

其中:

回路电压 ⅤAB =ⅤA-ⅤB=15-(-10)=25(Ⅴ)

回路电流 Io= Ⅴ AB/（RA+RB） =25/（5.1*103+10*103）=1.65566*10-3(A)

Ⅴo=15-1.65566*10-3*5.1*103=6.5566(Ⅴ)

图1 1kwPDM中波机控制板主电源监控检测部分原图

图2 与图1对应的等效简化电路

那么，当外电波动至过压380(1+10%)Ⅴ或欠压380(1-10%)Ⅴ门限时，我们来看看О点的电位变化情况。在AB回路中，当外电变化时，只有ⅤB是变化的，而ⅤA由+15Ⅴ稳压源提供是不变的，也就是说，外电变化的±10%反馈到AB回路中，对О点的变化影响比我们原先想象的要小得多。

如，当外电上升10%时，主整电源输出也会提升10%，因为是线性取样，故取样电平也将同步上升10%，变为

ⅤB过 = -10(1+10%)= -11(Ⅴ)

此时电路AB的回路电压：

ⅤAB过=ⅤA-ⅤB过=15-(-11)=26(Ⅴ)

回路电流：

Io过 = Ⅴ AB过 /（RA+RB）=26/15.1*103=1.72185*10-3(A)

О点电位Ⅴo过 =ⅤA -ⅤAo过=ⅤA - Io过*RA= 6.2185(Ⅴ)

也就是说，按设计要求，当外电电压上升超过10%时，也即是

ⅤB过 = -11Ⅴ时，设为О点的过压门限Ⅴo过= 6.2185(Ⅴ)

同理，当外电下降10%时

图3 主电源门限取样及改造电路

ⅤB欠 = -10(1-10%)= -9(Ⅴ)

ⅤAB欠 = 15-(-9) =24(Ⅴ)

Io欠 = ⅤAB欠/RA+RB=1.58940*10-3(A)

Ⅴo欠 = ⅤA -ⅤAo欠=ⅤA - Io欠*RA=6.8940(Ⅴ)

从上述计算结果我们可知，“主电源异常”检测上下门限动作的电位相差仅0.6715V(Ⅴo欠-Ⅴo过=6.8940-6.2185=0.6715V)，或者是说与标称电位Ⅴo的电位差不足340mv(Ⅴo-Ⅴo过= 6.5566-6.2185=0.3361V；Ⅴo-Ⅴo欠=6.5566-6.8940=-0.3374V)，这么小的电位差，就算本单元的元器件没有问题，如果设置略有偏差的话，发生误判动作的可能性将会增大很多。

4 主电源异常故障的解决方案

面对这种情况，一般的解决办法可以适当的将欠压起限电平(RP10)调高一点；将过压的起限电平(RP11)调低一点。但是，在实际操作中，请参见图1 ，15Ⅴ电压加在一个10kΩ的电阻上，相当于每变化1%即100Ω的阻值变量对应150mⅤ的电压变量，那么不足340mⅤ的电位差调整也就是2%多一点的范围，实在不易。建议解决方案改为分段限制调整，如下图3所示。

根据上面的计算结果，可知标称电位Ⅴo为6.5566Ⅴ，那么,它的对地阻值位置应该在4.371kΩ(分压原理，计算过程略)，所以我分别选用了3.9kΩ+1kΩ(可变)+5.1kΩ=10kΩ的组合，这样，通过调整中间的1kΩ电位器，就能更方便的调整到所要求的门限电位，并且上下门限有余量而又不至于严重越限调整，更安全的保护设备。