中波发射机+5V电源故障的分析与处理

2019-12-27张富强

山西电子技术 2019年6期

张富强

(忻州中波转播台,山西忻州 034000)

忻州中波转播台使用上海明珠有限公司生产的TSB-10型中波广播发射机，在发射机运行中因+5V电源的损坏发生大面积烧毁功放事故，维修中再次发生烧毁功放，经过仔细分析，发现+5V稳压保护电路存在缺陷。

1 直流稳压板+5V电源工作原理

该电源在直流稳压板A30上，由N1(UC3834)、V1串联组成(如图1)。+8V直流电压通过R1与R2的分压送入稳压集成块UC3834①脚中，经内部稳压电路，提供稳定的基准电压给内部误差放大器⑧脚。由⑧脚上的参考电压1.5V与⑨脚上的分压电阻(R5、R6)取样电压比较，通过误差放大电路后，在脚输出控制信号控制外接晶体管V1的工作状态，V1集电极输出稳定的+5V电压。

2 +5V电源稳压保护电路

为防止+5V电压过高或缺失而损坏负载电路，发射机在输出电路中设置了双重保护电路：UC3834保护电路和稳压二极管保护电路。下面分别讨论。

2.1 UC3834保护电路

当稳压输出超过+5V的±10%时，即高于5.5V或低于4.5V时，说明稳压电路有故障，内部保护比较器同相端的电压高于反相端的参考电压，比较器输出高电平使保护三极管V4导通，将集电极开路门输出的+5V高电平拉到发射极的地，⑩脚输出保护低电平(正常时⑩脚输出+5V电压)到检测板A32，发射机进行+5V一类故障关机保护和锁存红灯显示。

当稳压输出电压过高时，内部保护触发器输出高电平到过压保护三极管V3基极，V3导通使脚输出高电平，触发外接的双向可控硅V2的门极使V2导通(如图2)，稳压输出电压通过R7～R10并联电阻入地，电流增大，直流稳压板F1熔断，XJ3输出电压为零。⑩脚输出低电平保护关机和锁存红灯显示[1]。

2.2 稳压二极管保护

当输出电压因某种原因过高时，VD5稳压二极管击穿，使外接晶体管V1的输出对地短路，电流增大，F1熔断，XJ3输出电压为零，⑩脚输出低电平保护关机，此时锁存红灯显示。

图2 +5V集成稳压保护电路

3 直流稳压板+5V电源的作用

直流稳压板A30输出的+5V稳压电压只送到调制编码板，为调制编码板中的数据锁存器、只读存储器、电缆连锁检测及功放开关断电路供电，该电源在调制编码板中也采取了双重保险措施，一是保险管F1，当电源异常时，F1熔断，以防调制编码板工作异常。二是齐纳二级管，它的保护电压值为5.75V，+5V直流电源电压超过5.75V时，齐纳二极管击穿，电流增大，F1熔断，调制编码板失电。

+5V稳压电源给调制编码板的所有集成电路供电，同时，+5V直流电源和B-电源作用于功放模块的开关控制(如图3a)[2]。循环调制板驱动器DS0026的输出电路由两个内部三级管组成，正偏三极管Q8的集电极与+5V电源相连，反偏三极管Q9的发射极与地相连。驱动器的输出送到一个由电阻R102、R235组成的电压分配器上，分压器的输出即为功放模块的开关控制输入。

当一个逻辑高电平送到驱动器DS0026的输入端时，反偏三级管Q9饱和导通，正偏三级管Q8截止，输出到功放的开功放电压是B-电压的分压。若调制B-电压为-3V时，可计算出功放的开功放电压为-0.8V，并送到功放模块上，使模块开通(如图3b)。

U开功放1=-3V/(R102+R235)× R235=-0.84V.

(1)

当一个逻辑低电平送到驱动器DS0026的输入端时，正偏三级管Q8饱和导通，反偏三极管Q9截止，若调制B-电压为-3V，即可准确地计算出+5V和B-电压叠加到关功放的电压为2.7V，并送到功放模块上，使模块截止(如图3c)。

U关功放1=(5V+3V)/(R102+R235)× R235=+2.7V.

(2)

图3 倒相驱动运放输出电路和开、关功放等效电路

4 +5V电源故障检修实例

4.1 故障现象

发射机处于运行状态，低压电源显示正常，面板上显示“功放故障”指示二极管变红，打开前门后，发现很多功放模块板上显示故障的二极管发亮。

4.2 故障检修

在故障检修过程中，要按步骤进行操作：

步骤一：关掉发射机，打开机门，对所有功放模块进行检查，发现有十八块功放模块烧毁，皆处在大台阶位置。

步骤二：对功率合成变压器和输出网络部分等进行检查，没有发现打火现象。

步骤三：更换损坏的功放模块，开低压检查，±5V、±15V电压正常。

步骤四：取掉A24功放模块供电电压保险，开发射机。用示波器观察射频推动电压为23Vp-p，在正常位置，观察一段时间波形稳定，证明推动电压正常。

步骤五：安上A24板上功放模块供电电压保险，低功率开机，升功率到5 kW，几分钟后，面板上显示“功放故障”的指示二极管变红，立即关掉发射机，打开机柜发现又有十只功放模块损坏。

步骤六：故障依旧，维修进入僵局。查阅相关资料故障维修事例，同时对发射机扩大检查范围，严格检查一切可能的部位，最终发现调制编码板上+5V电源保险管夹已经氧化变成黑色，失去弹性，保险管松动，不能提供+5V电压。

步骤七：立即更换保险管夹，重新更换损坏的功放模块，然后开机。

此时显示一切正常。

5 故障原因分析

调制编码板的+5V电源负载比较重，保险管及管座容易受热产生压降，长时间的受热又加剧了保险管座的氧化程度，最后的结果是造成保险管之后的+5V电压下降或缺失，就会造成随机性大面积烧坏功放管[3]。

5.1 +5V电源发生故障烧毁功放管的原因

+5V电源发生故障后，调制编码板就会失去供电电压，数据锁存器、只读存储器、电缆连锁检测处于瘫痪状态。此时，若B-电压为-3V，则通过R235送到功放板上，所有的模块处于开通状态(正常运行时，发射机输出载波功率为10 kW)，当功放管全部开通时，调制度达到1.39，输出功率为60 kW，就会加大台阶功放管的损耗，大量烧毁功放管。

5.2 +5V电源发生故障发射机不停机的原因

+5V电源发生故障，应该是一类保护，发射机应立即关机。为什么没有保护关机呢？是因为TBS-10发射机直流稳压板+5V故障检测点取自稳压集成块的UC3834⑩脚，如果故障发生在调制编码板F1的前面，就会进行保护关机；如果故障发生在调制编码板F1的后面，就不会进行保护关机。也就是说，只要V1输出+5V电源正常，就不会保护关机。