HARRIS数字化中波发射机电源系统故障的分析与处理.doc

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1、 HARRIS数字化中波发射机电源系统故障的分析与处理摘要：文章对harris生产的dx600数字化中波发射机经常出现电源系统故障进行深入的分析和研究，同时结合自己维护经验，提出解决方法。关键词：dx600 发射机 电源系统 滤波电路 电解电容中图分类号：tn838文献标识码：a文章编号：1007-9416(2012)02-0087-021、前言我台dx600中波发射机是美国harris公司生产的由3个pb（power block）组成的水冷式全固态数字调幅发射机，其用于射频功率放大器的250v直流电源是由可控硅q1q6以及阻流圈和很多滤波电容组成的整流滤波电路提供的。 今年我台两个pb功率单

2、元经常出现35a电源保险烧坏导致功率降低的故障，为了确保播出的安全稳定，我们对故障进行了深入分析和研究，查找故障产生的原因，解决了这个影响安全播出的技术问题。现将我们对故障的分析处理过程介绍如下。2、电源保险故障的分析2.1 故障现象dx600中波发射机正常播音时，每个pb的载波功率为200kw，若出现35a电源保险故障，那个pb的led板上功放模块电源故障指示灯变红，功率会突然下降到187kw甚至更低，如果保险烧坏过多，还可能导致pb自动关断。2.2 故障的判断与查找射频放大器故障检测电路如图1所示，如果这条通路上8块放大器中的任何一块出现了保险故障或无电压输入，会造成a点的电压偏低，比较器

3、u34的输出端就送出一个低电平故障信号，使调制编码板上保险故障指示灯ds6变红，同时也送到led板，使led板上的功放模块电源故障指示灯变红。找到ds6亮红灯的那一块调制编码板，用万用表测量板上tp2、tp16、tp17和tp18测试点的电压，发现tp16的电压为2.5v，正常时为9.5v左右，对照图纸可以找到这个测试点对应8块射频放大器。认真观察发现其中有4块保险故障指示灯不亮（正常工作时微亮，有保险故障时亮红灯），ds3工作指示灯正常。至此，基本可以确定故障是射频放大器前端的35a电源保险开路造成的。倒两并机播出，关断pb电源，更换保险可以排除故障。但是，接下来的一段时间，pb2经常出现这

4、个故障，甚至一次会有很多个35a保险烧坏，导致pb2功率下降过多而自动脱机。为此，我们对故障进行进一步进行分析。3、产生故障根本原因的分析(1)估算35a保险通过的平均电流，单个pb不加调制信号，高功率200kw开机时，功放电压为250v，电流约为830a，有103块射频放大器工作，每个35a保险给4块射频放大器供电，其平均电流：由此可以看出， 35a保险的工作电流低于额定值，正常情况下不会烧坏。我台发射机每天播音18个小时，历年来烧坏的35a保险还不到20只。所以，我们应该再分析电源系统，查找产生故障的原因。(2)功放单元用的250v直流电源整流电路如图2所示。从变压器来的3相197v交流电

5、通过6个可控硅变成直流，为了减少纹波分量，在整流电路与负载之间接入了lc滤波电路，滤波阻流圈l对交流分量具有很大的感抗，起到抑制交流成份的作用；与地并联的滤波电容c对交流成份阻抗很小，进一步滤除交流分量，从而使输出到负载上的电压波动很小。 图2 250v直流电源整流电路简图射频放大器供电通路如图3所示，整流后的250v电源先接到保险板，经过8个35a的保险提供8路输出，每一路输出对地并联一只5100uf滤波电容，然后给4块射频放大器供电。这些5100uf的电容(共有55个)就是250v整流电路中主要的滤波电容。(3)电容充放电特性公式为：du为电路中的纹波电压，dt为充放电时间。由公式可以看出

6、：纹波电压变大会电容导致充放电电流变大，再加上射频放大器的工作电流，导致保险的工作电流大于额定值，烧坏保险。(4)整流电路中电解电容不同于其他元器件，其工作寿命是有限的。正常情况下，环境温度越高，通过的纹波电流越大，电容的使用寿命就越短，其中温度的影响最为重要。如我们使用的一般电解电容，在纹波电流为额定值，环境温度40时，使用寿命为80000小时，而85时,使用寿命仅为1000小时。电解电容的失效一般有三种情况。(1)早期失效，这往往是由于制造工艺缺陷或安装使用不当造成的。(2)正常使用时的随机失效，这时电容的失效率很低，一般表现为容量缓慢减少，esr逐渐变大，这些均是电解液减少而造成的。(3

7、)达到使用寿命后的失效。这是电解电容性能急聚恶化，失效率迅速变大。3、故障的处理以及一些维护经验根据上述分析可以判断出，35a电源保险烧坏，就是因为用于滤波的部分电解电容失效，导致正常电容充放电流过大造成的。我们对pb2机柜的电容进行测量，发现55个用于250v电源滤波的电容仅有13个容值在4000uf以上,其他的42个已经完全失效，占77%，总的容值不到标称容值的20%，扩展机柜更是仅有2个正常。拆卸下来几只电容，发现重量明显较轻，里面电解液已经很少，晃动时有声音，用电容表测量，无电容值，已经完全失效。经检查，经常烧坏保险的部位电容都是正常的（多在左机柜和中机柜），而电容完全失效的部位则没有

8、烧坏过保险（扩展机柜），这个上述分析完全一致。因此，要彻底解决电源保险经常烧坏的问题，必需换掉那些已经失效的滤波电容。由于备份的电容有限，每天还要维持近18个小时的播音，我们先进行了部分更换，在对每个pb更换了约20个新的电容后，发射机已经能正常工作，加测试信号至90%调幅，也没有再出现烧坏保险的现象，测三大电声指标均有所提高。对dx600中波发射机来说，当高功率运行时，若出现有高调制度导致35a保险烧坏的现象，则表明有滤波电容失效了，需要对其进行检查，如不及时处理，会造成电容失效加快和保险大量烧坏的后果。高序位射频放大器供电的电路中的电容更容易失效，这是因为高序位的放大器开通关断更为频繁，电容充放电次数多造成的。4、结语在电源滤波电路中使用的电解电容，其使用寿命是有限的，早期由于技术不成熟，电器中经常会出现电容“爆浆”的现象。现在随着技术的发展，电容的使用寿命有了显著的提高，一般小型的电器，在其使用年限内，已经不需要更换滤波电容。但是对于大功率，而且工作年限在十多年甚至是几十年的设备来说，定期更换电源滤波电容是必须的维护项目。