循天1kW PDM发射机原理与故障处理
2019-11-26邬元杰
邬元杰
内蒙古新闻出版广电局杭锦843台 内蒙古 杭锦旗 017400
2017年，循天1kW PDM 发射机在843 台投入使用，工作稳定，防雷性能良好。循天发射机在原1kW PDM 中波广播发射机的基础上，吸收DAM 数字调幅广播发射机的优点，采用插件式设计两路调制驱动和功率放大模块，一主一备自动切换方式，前置放大器、前级网络采用插件设计，故障后可进行快速替换，方便进行维护，功率放大器使用场效应管是BVDSS 为400V，ID（on） 为 23A 的 IRFP360。另外，该机型采用RS232、RS485 接口进行通讯，可以远程通过指令直接进行发射机信息查询和控制。
1 功放切换原理
1.1 功放保险熔断引起切换
当功放桥，IRFP360 漏极、源极击穿时，对应的功放保险熔断，光耦MOC3020 动作，将故障低电平经功放板XP-7，XP-8 送到母版X1-6 功放主故障。如图1，故障低电平在经过K62，3，使得K1线圈得电，继电器动作，K13，4闭合，K2 线圈得电，K23，4、K25，6闭合，K3、K4、K5、K6 线圈得电，继电器动作，并通过K6 接点自保。到此完成功放主、调制驱动主到功放备、调制驱动备的切换。可拔出维修功放主和调制驱动主。K3 为功放输出切换，K5 完成功放联锁和激励切换。K4 完成调制驱动联动和调制信号输入切换。待维修好功放主和调制驱动主可按面板上的恢复按钮，恢复主用工作。恢复主用工作原理，按下复位按钮AN1 接通+15V，送到各主备功放板XP-15，XP-16，功放板V24 对地导通，进而封锁调制驱动板脉宽信号。按下AN1 的同时K6 线圈失电，K1、K2 线圈失电，放开按钮，调制封锁断开，恢复到主功放和调制驱动主工作状态。
1.2 过流（电流保护板A3）引起的功放切换
如图2，来自互感器的取样信号从N37 脚输入，7 脚电压大于参考电压，1 脚输出高电平，N1为电压跟随器，所以V1 导通，K1 继电器线圈得电，X1-5 低电平送到母版X1-6，封锁调制，完成功放切换。
1.3 故障处理二例
1.3.1 故障现象一
最上面的主功放板，与保险并联的红色二极管亮，备功放工作指示绿灯亮，切换至备功放工作，发射机工作正常。
故障处理：经检查发现，主功放板一路保险熔断，检查该路保险对应的功放桥部分，发现一个功放管S、D 击穿。更换后，将功放板插回主路，按下复位按钮，由备路切换至主路，功放板指示正常，发射机满功率。
1.3.1 故障现象二
第一组主备功放指示灯均不亮，第二路主功放指示正常、工作正常，发射机功率450W。
故障处理：经检查发现为母版第一组主备功放供电的电源保险熔断，检查主功放板、备功放板均有一路保险熔断，更换各功放管，插好功放板，开机测试，主功放工作正常。将第一路主功放板保险拔下，测试备功放板工作状态，发现切换至备路功放，母版第一组主备功放供电的电源保险仍熔断，检查调制驱动板，发现两个并联IRFP360 中有一个，S、D 击穿。更换 IRFP360 后重新开机测试，发射机主备功放、主备调制驱动均工作正常。
2 保护电路原理
2.1 天线驻波比保护电路
输出检测板ANT_VSWR 由低电平变为高电平，N9 74HC221为不可重复触发单稳态触发器，N94脚输出低电平脉冲经N10 反相输出，期间DS5 发光。N913脚输出高电平脉冲，经N11反相，由微机控制器进行脉冲信号检测，如果1S 后高驻波依然存在，则声光报警，控制器发出指令禁止调制。
图2
图3
另一路，ANT_VSWR 高电平输入MPQ222 基极，V1 集电极输出低电平，经两个反相器输出低电平到V3 基极，由V3 集电极输出+15V 到脉宽调制器封锁调制。
2.2 电流过荷检测
高频电流取样经包络对消电路，当载波电流过大时，超过电流过荷检测参考值，N18-2 输出高电平，一路送到V2，使得V2 对地导通，经两个反相器，V3，同样到脉宽调制器封锁调制。
另一路，送到N9，上升沿触发Q 端输出约70ms 高电平，反相器X3-4 送到微机控制板，进行脉冲信号检测。如果1S 后电流过荷依然存在，则声光报警，控制器发出指令禁止调制。
2.3 故障处理一例
故障现象：发射机报警指示灯亮，菜单查询后，指示天线驻波比大，发射机有高压，无输出功率。
故障处理：起初判断是气温变化，导致反射过大，仔细考虑后，气温变化引起天线阻抗变化，偏离最佳匹配点，会导致边带反射加大，但也不至于引起发射机保护，无输出功率。于是，用仪器测试天调网络阻抗，匹配良好。最后，检查发现塔底放电球上有污物导致，清除后发射机运行稳定。
3 防雷设计
循天发射机在功率输出口接有专利型避雷器和和泄放雷电的石墨放电器，并将T 网络设计成-450 移相网络，当雷击T 网络输出端短路时，T 网络的输入端的等效阻抗呈感性，避免雷击时功放输出短路，造成功放输出电流过大而烧坏功放管。这样，大大减少机器故障率。
