浅析全固态PDM-1kW发射机电源与继电器控制板的控制与保护逻辑

包志斌

内蒙古自治区广播电视传输发射中心通辽广播发射中心台扎鲁特751台 内蒙古 扎鲁特旗 029100

全固态PDM-1kW中波广播发射机的保护与控制功能是在充分考虑发射机的“全固态”特点后采取的一些有特点的保护和控制方式。其中，电源的继电器控制和继电器控制板是两个主要的电路单元。继电器控制就是当被保护对象出现不能被容许的工作状况时，通过继电器的通、断来控制异态的进行，从而达到保护发射机安全的目的。按照设计要求，该电路单元主要完成：PA盒-72V供电的缓慢建立控制、-72V过流保护控制、驻波比过高保护控制三种控制功能。本文结合一个常用机型，对其电源与继电器控制板的控制及其保护功能做简要分析。

1 PA盒-72V供电的缓慢建立控制

在具体分析继电器控制板如何对PA单元缓慢建立-72V之前，我们参照厂家提供的电源控制和继电器控制原理图可知，发射机的整机电源供电控制至PA盒-72V的缓慢建立可称为在继电器连锁控制下“三步走”的逻辑过程。第一步是发射机微机监控系统的电源建立，当空气开关QF合上后，发射机微机电源的直流电源±12V、+5V的和18V、8V交流电源将先于其它电源建立，发射机的一些预设状态和未运行状态可以在发射机开机前，预先在界面上显示出来，我们就可以对发射机开机前的状态有个预判。一般在QF合上后，先不要急于启动发射机的开机按钮，应当仔细观察发射机监控系统界面显示的工作状态，当确认无误后再执行下一步的开机操作。第二步是基于交流接触器KF闭合的开机操作，如图1所示：在-72V缓慢建立前，发射机-72V的建立也有一个相应的继电器连锁控制过程。当空气开关QF合上后，按下开机按钮AN1后，电源控制板上的继电器KA得电动作，KA动作的结果：一个是使交流接触器KF动作，接通三相交流电源到主整变压器和整流、滤波电路并输出-72V到继电器控制板的-72V缓慢建立电路，并接通去继电器控制板+24V电源（事实上此时功率控制、调制器板、激励前级的±15V、+5V、-18V等单元电路供电电源也已建立）。另一个则是接通去继电器控制板+24V电源。第三步是基于PA盒-72V电源缓慢建立的控制过程。如图2所示：由于KA动作，一路去继电器控制板的+24V使设在该板的一个继电器J1动作的1—3接通，此时经整流输出的-72V便通过一个68Ω的电阻向设在PA盒的三只2200μF的电解电容充电，当经过6秒左右，电容两端电压充至-60V时，由R12、R13及W3构成的分压取样电路产生一个-3.6V多一点的取样电压，该取样电压经LF353放大后，送入一个由LM339构成电压比较器的反相输入端且与其正相输入端为3.3V的基准电压进行电压比较，而后比较器输出一个低电平，该低电平加至RS触发器后如图3所示，触发器输出高电平并使V1导通，V1导通后J2动作，J2动作后将-72V加至PA盒，发射机开始工作。实际上PA盒采用分段加压是有其实际考虑的，因为IRF140功放管在VGS=0的测试条件下，其漏源间的击穿电压仅为100V。

图1 全固态PDM-1KW中波发射机电源控制系统电路工作原理示意图

图2 继电器控制板-72缓慢建立原理示意图

2 发射机的过流保护与驻波比过高保护控制

对于中波广播发射机而言，发射机功放器件在过流和反射电压过大状态下运行，其后果会非常严重，轻则损坏功放原件，重则引起火灾。因此，对发射机的过流和驻波比过大的保护控制始终是发射机保护电路的设计重点。本文所述发射机在对过流和驻波比过大保护控制电路的设计上采用了较为直接且比较有效的保护与控制方式，即在发射机功放电路出现过流时直接断掉功放-72V电源和通过封锁调制信号来保护发射机的功放电路。其过流保护信号采样信号取自图2所示分流器IAH，其原理是：当电流流过分流器时，会在分流器两端产生一个随电流变化的电压降，本文所述发射机的过流保护电流设为27A，即当被保护电路电流超过27A时，分流器的一端将产生一个+15V左右的电压降，作为取样信号，该信号经LF353放大、调整后与正相输入端基准电压为4.3V的比较器LM339进行比较，当比较器反相输入端输入电压大于基准电压时，比较器输出低电平，该低电平将RS触发器输出低电平，V1截止，J2动作断开去PA盒的-72V电源，同时该低电平让U4B输出高电平使V2导通，将调制信号接地，完成对去PA盒调制信号的封锁。至于高驻波比保护，如图3所示，由槽路箱定向耦合器取样，用于高驻波保护控制的取样电压，经一个LF353放大。同样，该反射电压经一个LF353放大后输入一个由LM339构成的电压比较器反向输入端与其正相输入端为3.9V的基准电压进行比较，当驻波比大于1.5时，U4B输出一个高电平将V2导通将调制信号接地，切断去PA盒的调制信号，实现对调制信号的封锁。

图3 继电器控制板-72V缓建、过流、反射控制电路示意图

在实际工作中，我们经常遇到所谓发射机“掉高压”或“调制告警”的情况，那么仅就本文所述发射机的继电器控制板的保护与控制而言，不外乎发射机功放盒过流或反射过大而引起的发射机自保。因此，进一步加强对此类发射机的保护与控制对提高现场的应急判断与故障处置有一定现实意义。