DAM-10KW全固态中波发射机“欠激励”故障分析word

.DAM-10KW 中波发射机“欠激励”故障检测电路原理与分析摘要：DAM-10KW 全固态中波发射机“欠激励”故障检测电路不仅实现了对发射机“欠激励”故障的快速检测和处理，避免了发射机长时间“欠激励”故障运行对相关元器件的严重损害，还可有效避免一些偶发性的“欠激励”故障导致发射机停播情况的发生，这对发射机的安全运行起着至关重要的作用。本人根据多年来维护 DAM-10KW 全固态中波发射机的工作经验，对发射机“欠激励”故障检测电路工作原理进行了详尽的分析，供大家处理相关故障时参考。关键词：欠激励 二类故障 关机保护 单稳态触发器 1 引言：DAM-10KW 全固态中波发射机具有完备的故障自检和保护功能，根据各类故障对发射机安全构成的危害程度不同，将各类故障分为七个类型。其中一类故障属于最严重的发射机故障，会对发射机的安全运行带来极大地损害，当发射机出现一类故障时，相应的检测电路将立即对发射机进行关机保护。 “欠激励”故障属于发射机二类故障的范畴，当发射机出现“欠激励”故障时，相关检测电路将先执行一次关机，并在关机后的 2.4 秒再次试探性开机，若依然检出“欠激励”故障，则说明引起“欠激励”的原因不是偶然因素，发射机将立即把重复的“欠激励”故障转为一类故障，并彻底关机，同时给出相应的故障红灯指示。.2 “欠激励”故障检测电路的重要作用：为提高发射机工作效率，DAM 全固态发射机的功放模块均工作于丁类开关状态，以 DAM-10KW 发射机功放模块中的 IRF350 场效应管为例，栅极激励电压在 2025V P-P范围时场效应管都能工作，最佳值为 23VP-P，当栅极激励电压低于 20VP-P时，称为“欠激励”状态。当发射机出现“欠激励”情况时，会造成功放模块中的场效应管饱和深度不足甚至退出饱和状态，从而引起场效应管管耗急剧增加，严重时烧毁大量的场效应管。鉴于发射机“欠激励”运行的巨大危害，DAM-10KW 发射机设计了完备的“欠激励”故障检测电路，当发射机出现激励电平不足的情况时， “欠激励”故障检测电路能立即对发射机进行关机保护，有效预防场效应管“欠激励”运行时间过长，而造成场效应管大面积损坏情况的发生。同时 2.4 秒后发射机将再次试探性开机，避免一些偶发性的“欠激励”故障导致发射机长时间停播情况的发生。因发射机“欠激励”故障牵扯电路较多，检测处理和显示电路相对复杂，根据发射机高频激励放大和检测处理流程，下面我们先对发射机高频激励放大链路工作原理进行简单介绍。3 DAM-10KW 发射机高频激励放大链路工作原理：发射机高频激励放大链路共涉及发射机恒温晶体振荡器、射频激励板、缓冲放大板、前置驱动板、驱动放大板、驱动电源调整板、驱动合成母板和驱动分配板等八块电路板，其电路方框图如图一所示，由图可以看出高频激励放大链路中的任何一个电路板出现故障，.均会导致发射机高频激励电平出现异常，引起发射机出现“欠激励”故障。图一 DAM-10KW 发射机高频激励链路原理图首先，恒温晶体振荡器产生一个 4.608MHz 的标准振荡信号至射频激励板，经射频激励板分频、放大处理后，输出幅度为 4.5VP-P，频率为发射机载频的方波信号。此信号经缓冲放大板、前置驱动板、驱动放大板逐级放大，并经驱动电源调整板自动调整，驱动合成母板合成后，最后由驱动分配板输出 96 路幅度为 23VP-P的高频激励信号，作为发射机 48 块功放模块的输入信号进行最后的放大。同时，驱动分配板还送出一路高频激励取样信号至发射机监测显示板的“欠激励”故障检测电路，实现对发射机高频激励电平的实时检测和处理。从图一我们可以看出，发射机高频激励放大链路其实就是一个对高频小信号进行逐级放大的过程，并由驱动电源调整板对激励信号电平进行自动调整，使其达到最佳的水平。其中，发射机“欠激.励”故障检测电路作为最后的控制环节，完成对高频激励信号电平的实时检测和故障处理过程。4 “欠激励”故障检测电路原理分析：根据各部分电路工作性质的不同，DAM-10KW 发射机“欠激励”故障检测电路可分为“欠激励”信号取样和比较电路、一次“欠激励”关机保护电路、两次“欠激励”关机保护电路和“欠激励”故障显示四大部分，详细电路如图二所示：图二 “欠激励”故障检测电路原理图4.1 “欠激励”信号取样和比较电路从驱动分配板送来的 30VP-P高频激励信号由 X2-9 和 X2-10 端子送至高频变压器 T1 的初级，T1 初次级匝比为 9:7，T1 次级取样信号电平约为 23VP-P（307/923） ，此取样信号经 VD9、C42 整流滤波后，送至“欠激励”检测比较器 N28A-6（LM339）的反相端，作为发射机高频激励电压取样信号，N28A-7 同相端的门限电压由+15V经 R92、R93 分压供给。当发射机高频激励电压正常时，N28A-6 脚.反相端电压大于同相端 7 脚的门限电平，N28A-1 脚输出低电平，发射机正常工作。若 N28A-6 反相端取样电平小于同相端 7 脚的门限电平，则“欠激励”检测比较器 N28A 就认为发射机出现了“欠激励”故障，同时 N28A-1 脚输出高电平的“欠激励”故障信号。4.2 一次“欠激励”关机保护电路当 N28A 比较器检测到“欠激励”故障，输出一个高电平的“欠激励”故障信号后，该信号的上升沿触发单稳态触发器N30B（74HC423）,N30B 由稳态翻转成暂态，其 Q 端输出持续时间为2.4 秒（ 值由 RC 元件 R104、C46 决定）的暂态高电平,该 2.4 秒的高电平脉冲信号送至或门 N39A 的 1 脚（N39A 的 2 脚为发射机“过流”二类故障输入脚，正常时为低电平） 。从而导致 N39A-3 脚输出一个 2.4 秒的“欠激励”故障高电平信号，此信号通过 X8-33端子送至发射机控制板，发射机立即关机。2.4 秒高电平过后，N30B 恢复稳态，N30B 的 Q 端由暂态高电平恢复为稳态低电平，此低电平信号送至或门 N39A-1 脚，相应的N39A-3 脚输出也由高电平翻转成低电平，X8-33 端子输出正常的低电平信号，发射机自动开机。4.3 两次欠激励关机保护电路当发射机出现第一次“欠激励”故障时，N30B 单稳态触发器 Q端输出的 2.4 秒暂态高电平信号还送至 N33A（二类转一类检测与门）的 1 脚,但因此时单稳态触发器 N30B 的Error!端处于暂态低电平状态，N31B 单稳态触发器未被触发，故 N31B 的 Q 端保持为稳态低电.平，所以 N33A（二类转一类检测与门）2 脚在此期间也为低电平，与门 N33A-3 脚输出低电平，不产生二类转一类故障关机高电平信号。2.4 秒后，发射机自动开机，N30B 单稳态触发器 Q 端由暂态高电平恢复为稳态低电平，Error!端也由暂态低电平翻转为稳态高电平，该高电平信号上升沿触发 N31B 单稳态触发器 B 输入端，使得N31B 的 Q 端翻转成 2.4 秒的暂态高电平，并送至 N33A-2 脚。若发射机在 N33A-2 脚保持 2.4 秒高电平的期间，再次检测到“欠激励”故障，则 N30B 单稳态触发器又一次被触发，其 Q 端再次翻转为 2.4秒的暂态高电平，该高电平信号送至 N33A（二类转一类检测与门）的 1 脚，从而导致 N33A 的 1 脚和 2 脚均为高电平，N33A-3 脚立即输出高电平的二类转一类故障关机信号，并经 X8-31 端子送至控制板，此信号被控制板开关机逻辑电路锁存，发射机彻底关机，完成重复的“欠激励”故障转一类故障的关机过程。4.4 “欠激励”故障显示电路4.4.1 一次“欠激励”故障显示当发射机出现一次“欠激励”故障时， “欠激励”检测比较器N28A-1 脚输出的高电平“欠激励”故障信号触发单稳态触发器N30B，其Error!端输出 2.4 秒暂态低电平到 N40B（显示与门）的 5脚，导致 N40B-6 脚输出 2.4 秒低电平，并经反相器 N38B 翻转后输出 2.4 秒高电平，将 VDS11“欠激励”指示红灯点亮 2.4 秒。在此期间，因单稳态触发器 N30B 的Error!端是 2.4 秒低电平，.无法触发第二个单稳态触发器 N31B，故 N31B 处于稳态状态，其 Q端输出 2.4 秒稳态低电平到或非门 N37B 的 5 脚，N37B 的 6 脚是二次“欠激励”故障显示锁存器 N36B 的 Q 端输出，因一次“欠激励”不触发 N36B 的时钟端，故其 Q 端输出低电平，或非门 N37B 的 6 脚也为低电平，从而使 N37B-4 脚输出 2.4 秒高电平，并点亮VDS11“欠激励”显示绿灯 2.4 秒。因一次“欠激励”期间 VDS11 红、绿灯都点亮 2.4 秒，所以当发射机出现一次“欠激励”故障时， “欠激励”故障显示为红、绿两种颜色的混色黄色。4.4.2 二次“欠激励”故障显示当 2.4 秒后发射机重新自动开机期间，又检出第二次“欠激励”故障信号，与门 N33A 在给控制板送出彻底关机高电平信号的同时，还送出另一路高电平信号到与门 N34A 的 1 脚，N34A-2 脚为复位脚，当显示板上故障复位按钮未按下时为高电平，故 N34A-3 脚输出高电平信号，其上升沿触发锁存器 N36B 的时钟端，其 Q 端输出高电平到或非门 N37B 的 6 脚，导致 N37B-4 脚输出低电平，VDS11 绿灯熄灭。与此同时，锁存器 N36B 的Error!端还输出低电平信号到与门 N40B的 4 脚，N40B-6 脚输出低电平，经反相器 N38B 翻转后输出高电平，“欠激励”故障显示 VDS11 红灯亮。5.小结通过以上分析，我们可以看出，当发射机第一次出现“欠激励”故障时， “欠激励”故障红、绿灯均被点亮，发射机给出黄灯提示并.关机一次，2.4 秒后发射机重新开机，若再无“欠激励”故障被检出，则故障红灯熄灭，故障指示由黄变绿，发射机进入正常工作状态。如果发射机再次检出“欠激励”故障，则说明引起“欠激励”的原因依旧存在，不是偶然因素，发射机立刻将重复的“欠激励”故障转化为一类故障并彻底关机，提醒技术人员必须人工排除故障后才能重新开机。根据多年来维护 DAM-10KW 发射机的经验，一般情况下发射机出现“欠激励”故障时， “欠激励”故障检测电路出现故障的几率非常小，绝大多数情况都是由于发射机高频激励放大链路中的射频激励板、缓冲放大板、前置驱动板、驱动放大板、驱动电源调整板出现故障所致。但由于发射机出现“欠激励”故障时，发射机将执行关机保护，技术人员无法对上述相关