林苗香

福建省廣播電視傳輸發(fā)射中心五〇一臺 福建省 漳州市 363000

引言

在TS-03C 中波發(fā)射機的電源控制監(jiān)測器中，電源監(jiān)測電路由三個部分組成，分別檢測中波發(fā)射機的三種供電電壓，如果電壓超限，將會發(fā)出相應(yīng)的故障保護指示命令，緊接著會發(fā)出報警信號，保證設(shè)備安全，電源監(jiān)測電路圖如圖1 所示。三種供電電壓監(jiān)測電路為：三項交流電源監(jiān)測電路、低壓直流電源監(jiān)測電路和主電源監(jiān)測電路。本文闡述三種供電電壓監(jiān)測電路中的低壓直流監(jiān)測電路的工作原理，并對其故障現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)。

圖1 電源監(jiān)測電路圖

1 低壓直流電源監(jiān)測電路原理分析

被監(jiān)測的電壓來自低壓電源分配板， 分別是電壓為：+24V、+18V、+12V、-18V四個穩(wěn)壓電源。監(jiān)測原則是：電壓偏低報警，偏高不報警。低壓直流電源監(jiān)測電路如圖2所示。

1.1 電壓采樣

+24V、+18V、+12V 被監(jiān)測電壓送到控制器板中，經(jīng)過各自相對應(yīng)的電阻分壓器進(jìn)行分壓，得到額定采樣電壓值為6.66V，+24V、+18V、+12V 三個電壓的采樣電壓分別送到對應(yīng)的電壓比較器 U102C、U102B、U102A 的同相（正向）端。

另外，因為-18V 電源的電壓為負(fù)，不能直接采取分壓電路進(jìn)行取樣，需要通過+18V 電源和相應(yīng)R127-20K 電阻元件進(jìn)行變化轉(zhuǎn)換，變換電路如圖2 所示。變換電路的交界點稱為C點，電壓比較器U102D-11 腳與C 點相連，電壓值等效，采樣的電壓記為Uc。Uc 的數(shù)值可通過疊加原理算出，約為+5.54V。當(dāng)-18V 電源電壓變低時，Uc 的電壓則會升高，比如，當(dāng)-18V降低為原來的85% （-18×85%=-15.3） 即-15.3V 時，Uc則會升高到7V。反之，如-18V電壓升高， Uc 的電壓則低于+5.54V。

1.2 電壓比較器

LM339 集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，分別為U102A、U102B、U102C、U102D。

1.3 報警驅(qū)動電路

發(fā)射機執(zhí)行報警的器件，一個是設(shè)置在機器面板上的指示燈（發(fā)光二極管），另一個是設(shè)置在機房值班室的指示燈、迅響器等。報警驅(qū)動電路如圖3所示，圖中1412 為反相驅(qū)動器，其輸出端口的信號與輸入端口的信號是反相的。如果將高電平送入1412 的輸入端，輸出端得到的是低電平，此時，發(fā)光二極管兩端之間電壓會有差值，指示燈變亮；如果將低位電平送入1412 反相驅(qū)動器的輸入端，輸出端得到的則是高位電平，此時，發(fā)光二極管輸入輸出端皆是高電平，指示燈不亮；如果1412 反相驅(qū)動器的輸入端為頻率很低的矩形脈沖波，則輸出也是脈沖波，但與輸入信號反相，發(fā)光二極管處于亮—滅—亮—滅的閃爍狀態(tài)。

圖3 報警驅(qū)動電路圖

1.4 監(jiān)測結(jié)果

以下用+24VDC、-18VDC為例分析低壓直流電源的監(jiān)測結(jié)果。+12VDC、+18VDC 的監(jiān)測結(jié)果和+24V 的監(jiān)測結(jié)果一樣，暫不贅述。

+24VDC 是低壓電源分配板（5A1）提供的，在電壓為+24V時，經(jīng)過3 個電阻R121、R122和R194 分壓后，得到6.66V 樣值電壓，并將其送入U102C 比較器的同相位（正向）輸入端口，比較器的反相位輸入端連接來自穩(wěn)壓管D110 的6.18V 參考電壓。輸入的電壓正常時，U102C 輸出應(yīng)是高位電平，發(fā)射機控制面板上對應(yīng)的+24V指示燈顯示為綠色。而如果+24VDC 的樣值電壓低于6.18V 時（下降了約7%），U102C 輸出將會變成低電平。該低電平一路送達(dá)到緩沖器U110-4041，使得發(fā)射機控制面板上+24V 指示燈變成紅色； 另一路U117D、U117A 給主電源發(fā)出封鎖指令，同時U125D 和U108 會輸出外部“低壓報警-X”低電平信號。

電壓比較器負(fù)責(zé)-18VDC 電源的監(jiān)測任務(wù)，該電壓比較器由U102D 組成。它的樣值電壓由+18VDC 與-18VDC 一起提供，當(dāng)兩者電壓皆為標(biāo)稱值時，送入U102D 反相端的樣值電壓為Uc=5.54V，U102D 正向端電壓為6.18V，f 符合比較器的內(nèi)在邏輯，此時比較器輸出的是高位電平，發(fā)射機控制面板上-18V 指示為綠燈。①當(dāng)+18VDC 出現(xiàn)故障時，只有-18V 采樣，因為二極管D106的箝位作用，U102D-11 的樣值電壓值是0V，此時U102D 輸出端輸送出的依然是高位電平。所以如+18VDC 存在故障，發(fā)射機控制面板上-18V 指示燈會亮綠燈。②當(dāng)-18VDC 故障時（或者絕對值降低時， 如降低11%），U102D 比較器的樣值電壓值會高于6.18V，此時U102D電壓比較器輸出的是低位電平，發(fā)射機控制面板上-18V 指示燈為紅燈。

總之，低壓直流電源監(jiān)測電路的監(jiān)測對象為：+24V、±18V、+12V。正常狀態(tài)下，在發(fā)射機控制面板上，四個電壓均是綠燈指示。當(dāng)+24V、+18V、+12V 三個低壓穩(wěn)壓直流電源中任一電壓采樣值小于6.18V 時，當(dāng)-18V 低壓穩(wěn)壓直流電源的電壓采樣值大于6.18V 時，對應(yīng)的監(jiān)測電路發(fā)出故障指令，用于封鎖發(fā)射機主電源，并且發(fā)出連帶報警信號，相對應(yīng)的低壓電源指示變?yōu)榧t色。該故障消除后，必須人工開機。

2 故障實例與處理過程

2.1 故障現(xiàn)象

3kW 全固態(tài)TS-03C 發(fā)射機主機控制面板中-18V 指示燈為紅燈時，自動切換到備機播出，手動開啟假負(fù)載，讓主機試開播，經(jīng)過20 秒，主機控制面板中-18V 指示燈依舊為紅燈。

2.2 故障處理過程

2.2.1 檢測調(diào)制推動器

對調(diào)制推動器中主備兩個單元小盒進(jìn)行拔插，重新啟動發(fā)射機，發(fā)射機控制面板依然亮紅燈。因-18V 電源向調(diào)制推動器提供低壓直流電源，故此操作。

2.2.2 檢測低壓穩(wěn)壓器線路接觸

因為-18V 電源來自低壓整流電路的-22V，對低壓穩(wěn)壓小盒拔插（低壓穩(wěn)壓小盒-22V 指示燈亮綠燈，處于正常工作狀態(tài)），重新試開發(fā)射機，故障依舊。排除低壓整流電路提供的-18V 接觸異常的情況。

2.2.3 查看-18V 電源保險絲

此時，懷疑是-18V 電源的保險絲斷掉。打開發(fā)射機的后門查看-18V 電源保險絲，保險絲正常，開啟假負(fù)載進(jìn)行試開主機，試機1 分鐘后，控制面板-18V 依舊亮紅燈，功率封鎖，故障依舊。

2.2.4 更換中間繼電器

用短路夾接后門門禁，啟動假負(fù)載開主機，觀察到中間繼電器有閃光跳動，處于非正常狀態(tài)，更換中間繼電器，試開主機，故障依舊。

2.2.5 清理除塵

懷疑是有灰塵阻斷傳輸，對低壓穩(wěn)壓器、調(diào)制推動器、控制板線路及模塊進(jìn)行除塵處理。在實際機器運行中，細(xì)微的灰塵也會影響線路、模塊、接觸點的傳輸，進(jìn)而造成傳輸問題，引起發(fā)射機故障，特別是低壓電源部分更易受影響。

2.2.6 檢測控制主板

如懷疑是控制主板的問題，更換其他同功率控制主板，試開機后，控制面板-18V指示燈亮綠燈，正常播出，故障消除。說明控制主板存在問題，對照電路圖，對控制主板進(jìn)行排查， 可能是緩沖器U110、比較器U102D 有問題。先嘗試更換U102 芯片，合上控制主板，開機運行后故障消除。因此確定是比較器U102D損壞造成-18V 指示燈亮紅燈，功率封鎖。

2.3 故障原因分析

此案例中由于U102D 比較器損壞導(dǎo)致3kW 固態(tài)發(fā)射機控制面板的-18V 電源電壓亮紅燈。分為兩種情況，一是如果-18V 電壓偏低，U102D 比較器正常，那么U102D-11 的電壓值會高于6.18V，此時U102D 比較器的輸出端將是低位電平，面板上-18V 的指示燈會亮紅燈。但是-18V 電源電壓來自低壓整流電路的-22V，低壓穩(wěn)壓小盒-22V 指示燈亮綠燈，處于正常工作狀態(tài)，說明其提供的電壓值是正常的，因此此種可能性排除。 二是元器件損壞。-18V 電壓正常，則U102D-11 的電壓值為5.54V，U102D 比較器輸出端是高電平，發(fā)射機面板上-18V 指示燈是綠色。如果是U102D 比較器損壞，不能有效比較出正反向輸入端電壓值高低的邏輯關(guān)系，輸出為低位電平， 發(fā)射機控制面板上-18V 電源電壓指示燈會變?yōu)榧t色，主電源同時也被封鎖。

結(jié)術(shù)語

總結(jié)此次故障排查經(jīng)驗，如遇到+24V、+18V、+12V、-18V 低壓穩(wěn)壓電源指示燈亮紅燈時，應(yīng)優(yōu)先從末級穩(wěn)壓二極管U110 逐步向前一級排查，以提升故障處理效率和機器維護水平。