PDM 1KW 中波发射机功率合成母板故障处理二例

2020-08-05黄楚勇

数字通信世界 2020年7期

关键词：谐振发射机射频

黄楚勇

（广东省揭阳中波转播台，揭阳 522000）

哈广生产的GZ-G1K-Ⅴ型PDM1KW 中波广播发射机大部分主要部件都采用了独立的印制板接插式结构，这给发射机的维护检修带来极大的方便，同时也大大地提高了机器的安全性、稳定性和可靠性，其中最为典型的就是功率合成母板这一板块。

1 功率合成母板的工作原理

功率合成母板由多块功放板组合而成，其中包含了一块前置放大板、两块功率放大板、两块调制驱动板和母板，母板作为插槽基座连接其他五块独立板块，这五块独立板块按一定顺序排列，一旦插错会引起连锁故障而无法开机。如图1所示。

图1 功率合成母板简图

发射机工作时射频信号由频率合成振荡器产生，振荡器的输出馈送到前置放大板进行预放大，前置放大板由+30V 和-115V 供电，经过三级放大电路后推动前置放大器的末级，为功率放大器提供驱动激励信号。射频信号从前置放大板输出后进入母板的高频变压器T1，从T1的次级输出端经串联谐振回路和并联谐振回路后，分别送至两块功率放大板的射频输入端[1]。另外，平衡双端输入的音频信号进入调制器板，经过音频信号处理器转换为不平衡单端信号，再经过一系列的有效调制后形成调制推动信号并进入调制驱动板，通过调制驱动电路对该信号进行脉冲放大和解调后，得到稳定运行的直流和音频信号，最后将其输出至功率放大板以实现幅度调制[2]。功率放大器是一个丁类开关放大器，它将来自调谐回路输出的正弦波射频电压和叠加了音频信号的直流电压进行幅度调制，得到射频调幅波。两块功率放大板输出的调制信号送至功率合成变压器的初级，得到总的合成功率后送至输出网络[3]。其工作流程图如图2所示。

图2 功率合成母板工作流程图

2 功率合成母板故障分析与处理

故障现象1：发射机在开机过程中，突然出现故障报警无法上高压，打开柜门有烧焦异味，经检查，调制驱动板三极管2N2219、2N2905和功率放大板场效应管IRFP350均烧坏，功率放大板保险丝熔断，功率合成母板XS5-39～44连到R2、R3的覆铜线出现甩铜现象，脱落铜线有明显的扭曲。

故障分析与处理：通过对功率合成母板的电路分析，正常工作时-230V 电压输入到调制驱动板，经过三极管2N2219（NPN）和2N2905（PNP）构成的并联推挽电路，将电压调整为-115V 送到功率放大板。正常工作情况下每块功率放大板的输出功率为650W，当开机瞬间突发的高压将调制驱动板的三极管2N2219 和2N2905 击穿，-230V 电压直接输送到功率放大板，此时功率放大板的瞬间功率可达到1500W 左右，场效应管因此被烧坏，保险管也因电流超负荷而熔断，在熔断前瞬间，流经功率合成母板的强电流使XS5-39～44到R2、R3的覆铜线过度发热而出现甩铜脱落现象。处理该故障时，先检查功率合成母板的接地是否良好，发现无异常情况。接着将损坏的三极管2N2219和2N2905、场效应管IRFP350和保险管更换掉，同时将脱落的铜皮去掉，用一根粗细合适的导线代替并焊接牢固。将各大板块安装完毕后开机试机，故障被排除，发射机工作正常。

故障现象二：1098kHz 频率发射机在播出过程中突发雷击，机内出现异响，紧接着故障报警并自动下高压，关机后打开柜门有烧焦异味，经检查一块功率放大板的两个场效应管烧坏，母板XS5-39～44连到R2、R3的覆铜线铜皮脱落，R2、R3烧坏，母板的高频变压器磁环出现裂痕。

故障分析与处理：出现该故障首先应考虑到整套发射系统的防雷措施，经检查，天线端的防雷放电球表面附着积碳并有生锈现象，发射机内的放电球间距相比其他发射机要宽一些。处理时将天线端和发射机内的放电球表面用砂纸打磨干净，同时调整好发射机内放电球的间距使其可以正常放电，接着更换掉功率放大板损坏的场效应管IRFP350。最后处理功率合成母板，但由于母板损坏较为严重，且没有现成的磁环零件，为了使发射机尽快恢复正常工作，采取更换备用母板。新的母板并非工作在1098kHz 频点上，需对其进行调整才能正常工作。经分析，母板中电容C1和电感L5构成了串联谐振回路，电感L6和功率放大板场效应管IRFP350等效过来的输入电容构成了并联谐振回路，都谐振于发射机的工作频率上。因此需要分别调整两个回路的谐振状态，首先断开C1的前端和L5的后端，调节L5线圈匝数和磁芯，并用网络分析仪测量使C1和L5串联谐振于1098kHz 频率上，接着插上两块功率放大板，调节L6线圈匝数和磁芯，使L6和功率放大板等效电容并联谐振于1098kHz频率。最后恢复断开的接点，插上各功放板并开机试机，故障被排除，发射机工作正常。用音频测试仪测试发射机的三大指标，均能达到甲等状态。

故障总结：这两次故障现象都较为明显，故障的根源也颇为相似，皆为超负荷过流导致的，这在日常的停机检修时应该引起注意，对防雷部件要时常进行检查以确保防雷效果，另外需注意各功放板和母板元器件的工作状态，像场效应管、保险管、电容等器件会因射频推动电压的高低而出现变化，容易出现故障，如发现轻微损坏应及时更换，以避免故障扩大化。