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调制/高频功率放大器的原理及典型故障检查处理方法

2019-06-22钟丽华陆萍黄慧

视听 2019年5期
关键词:场效应管级间导通

钟丽华 陆萍 黄慧

(广西广播电视无线传播枢纽台)

上海明珠TS-03C全固态中波广播发射机中的末级,是采用4个调制/功放盒合成得到3KW功率。调制方式采用脉冲宽度调制。工作电压是-140V,功放电流是22A。由于功放工作于高电压、大电流的环境,功放、调制管很容易过载损坏。所以其故障率比较高。本人就工作中处理的功放调制电路的故障的一些体会和同行交流。

首先介绍一下调制/功放电路的工作原理。调制/功放电路由高频功率放大器、调制器、调制脉冲解调器及保护电路组成,实际电路原理图见附图1。

图1

高频功率放大器(简称功放),采用桥式丁类放大电路。场效应管工作于开关状态,且每臂由两只场效应管并联工作,以提高工作电流。其工作等效电路如附图2所示:S1—S4四只开关,受高频推动电压控制通断。在实际电路中,高频推动电压从25脚输入。经过T1高频变压器分成两路送给高频输入变压器T2及T3的初级,而T2和T3各自的四个次级去推动四只场效应管。当高频载波在正半周时,S1和S3闭合,S2和S4开路,-DC从S1进流经T4高频输出变压器过S3下地。而在载波在负半周时,S1和S3开路,S2和S4闭合。“-DC”从S4流进经T4过S2下地。T4输出信号与其他功放模块在经过合成变压器功率合成得到3KW功率。需要注意,输入变压器有方向性,其抽头不论初级次级,两端绝对不能互换。如果不小心造成互换,使场效应管的推动电压相位相反,同一侧的两个管在工作时会因同时导通且负载为0必定会立即烧坏管子而造成事故。实际电路中,桥式各臂均用二只IRF250管并联作为一只开关管。在小盒中,每只场效应管的输入栅极串接有一个4.7欧防振电阻,GS极之间还接有一对背靠背20伏的稳压管。这都是主要用于保护管子而设计的。而电容C47---C56为隔直电容,主要用于防止场效应管连锁烧毁而设计的。在正常时不起作用。

图2

调制器:本单元有三级放大。一级为V4为主组成的共基放大器,来自调制推动器的宽度调制脉冲信号从小盒的第14脚进入本单元,经过分压隔离电阻R21,R22(用于防止在功放故障保护时,调制推动输出被直接下地)进入V4管发射极,V4接成共基放大形式,起移位作用。二级为以V5、V6组成的复合单端推挽射极跟随器(其电源-13V由-140V提供)。从V4输出的信号直接偶合进入由V5,V6组成的射随器,从发射极输出,经R30(V7场效应管栅极限流电阻)送至第三级V7作末级功率放大,V7采用IRF260,工作于开关状态。当调制脉冲信号从14脚送来,在高电位时(约18V),V7导通,输出低电位(相对-140V来说,并接近-140V),反之,当14脚送来低电平时(约0V),V7截止,输出高电位(相对-140V来说,并接近0V)。VD12为续流二极管,在V7导通时,通过L1的电流是从D流向S,在V7截止时通过L1的电流经VD12下地,泻放电感的反冲能量。

保护电路:本单元保护电路主要有功放不平衡保护,过热保护及外来激励保护。A.高频功率放大器不平衡保护:T1是三线圈变压器,从前级(6A1)来的推动电压送到第25脚上,电源分别通过T1的两个初级后流向T2和T3两个输入变压器,由于两个初级线圈绕向相反,而且通过的电流又相同,故正常时,T1次级没有感应电压。而当8只功放场效应管中有一只或以上损坏时,通过T1两个初级线圈的电流就不平衡,次级将有感应电压,经过VD6整流得出一个正向电压可使可控硅V3导通并保持,使调制推动信号在R21之后经VD3和V3下地。此时V4,V5,V6,V7均截止,无“-DC”输出,同时VD7指示灯灭。B.过热保护:R8为热敏电阻,当功放管散热器温度升高到85度时,R8阻值降低到使V2导通,而V2导通将在R15,R16上产生压降,继而使V3导通,将调制推动信号短路到地。C.外来封锁保护:当由逻控根据设备运行情况要求小盒封锁时,从第12脚送来高电平封锁信号(15V),负比较器N1A(同相端基准电压由R2,R3分压而来,约为9V)输出低电平(0V),正比较器N1B也输出低电平,故VD2导通,所以调制推动信号将因VD2的钳位而下地,完成封锁目的。而当封锁信号失去后,比较器输出高电平,VD2截止,小盒恢复正常工作。

调制/功率放大器故障检查方法:

功放/调制部分常见的故障是功放管和调制管因为过载而击穿、电源保险管烧断等。从面板上的指示灯及功率表指示就能够判断是4块功放板中的那一块有故障,正常的功放盒面板指示灯见图。表1列出功放盒的两个典型故障及检查部位。

在线检查功放管击穿烧保险故障,判断那个功放管击穿损坏方法:

当功放保险烧断时,通常是功放管到调制管一路击穿,由于功放管一臂是由两个功放管并联后组成,并联的两个管通常只有一个击穿,另外一个是好的。找出坏管的方法是:首先测量四个臂,看并联两管的D—S级间看有那个臂(管)短路。然后将有短路的管子S级与电路板地断开(电路板设计时预留有检修缺口,用焊锡封死。比如:检查V19、V20这两个并联的管有短路,则将图中红圈处焊锡挑开,就能够检查出是那一个管短路)。再分别测量这并联两管的D—S级间电阻,还有短路的就是损坏的管子,不短路的是好管。

表1

功放管换管步骤:

1.管脚套上绝缘套,清理好电路板上管脚孔洞的焊锡,以免短路碰地;

2.管子上好螺丝,牢牢固定在散热板上后再焊管脚,先焊S级,然后D、G级。焊接时间要快,以免损坏管子及烫坏电路板。

换管后的注意事项:

1.检查挑开的S级缺口是否已经封好,GS级间并联的线圈是否脱焊,极性有没有搞反;

2.再复查一次D—S级数据,看是否正常。通常我们使用数字万用表二级管挡,在线测量各点数据(以下各点测试均为红表笔在前,黑表笔在后)。

以下为正常数据:

调制管:D—S级间,410欧;D级对地420欧。

功放管:D—S级间,496欧。

以上数据可能因为测量仪器不同而有所不同。但是,测量出来通常各管之间D—S级间的数值应该基本一致,相差不超过3欧姆。相差过大,则会因为功放桥电流不平衡保护,调制管不工作。严重的则会造成功放管过载击穿。

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