贾晓芳

（国家新闻出版广电总局七二五台,山西晋中,030600）



论述PSM发射机功率开关模块典型故障

贾晓芳

（国家新闻出版广电总局七二五台,山西晋中,030600）

摘要：本文首先探讨了PSM发射机功率开关板的基本工作原理，并对发射机功率开关模块的典型故障进行分析，最后对PSM发射机开关模块修复后的验证方法进行总结，为PSM发射机功率开关模块故障的检测和处理提供资料参考。

关键词：PSM发射机；功率开关模块；典型故障

PSM发射机开关模块的故障率很高，一旦发射机功率开关发生故障，不仅会导致发射机发射的信号受到干扰，带有杂音，严重影响信号传输质量。当发射机发射信号出现杂音时，对PSM发射机功率开关模块进行检查，是杂音故障排除的首要方式。但PSM发射机功率开关故障的原因却比较复杂，很难快速、高效的解决和排除。随着人们对信号传输质量要求不断提高，如何降低发射机信号杂音，及时的发现并解决发射机功率开关模块故障，显然已经成为PSM发射机使用和维修人员重点研究和实践的课题。为了对PSM发射机功率开关模块故障进行探究，有必要先对PSM发射机功率开关板的工作原理进行分析，并依此为基础探讨发射机功率开关模块的几种典型故障，提高PSM发射机功率开关的维修水平。

1　PSM发射机功率开关板的基本工作原理

PSM发射机功率开关模块由三相全套整流器和滤波器、一只绝缘门双极晶体管组成的电子开关及附属电路、用于旁路负载电流的续流二极管三部分组成。这三部分在开关模块中发挥着不同的功能，完成PSM发射机功率开关板的工作需求。

1.1整流及滤波电路

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。在PSM发射机功率开关模块中，三相输入电压是由两台交流移相变压器的次级多绕组引入，三相电压为360V左右，并连接着保险管和三个压敏电阻。当外电压升高时，压敏电阻能够有效防止暂态过压。滤波电容是两个电解电容器串联组成的，能够滤除高频干扰信号，并串联2只电阻为滤波电容提供放电回路。

1.2电子开关及附属电路

电子开关是由绝缘双极晶体管V1组成，电子开关由保护管和开关管两个晶体管复合组成。每一个模块上都有功率开关控制小板，实现对保护管和开关管的控制。低电位处的控制信号用绝缘光导纤维连接，一条是用于接收自循环调节器合、断指令的光收缆，通过点平控制完成保护管和开关管的控制。一条光缆为光发缆，用于传递本块功率开关模块是否正常工作的信息。除此之外，还有负载电阻和反向削波二极管等。

1.3续流二极管及输出指导电路

当PSM发射机功率开关正常工作模式下，过载保护电阻处于短路状态，不发挥保护作用。而当本级PSM开关闭合时，负载电流V1管导通，续流二极管处于少量正电压状态，导通负载电流。在该模块中，模块输出2个电阻和一个发光二极管串联，用于指示工作状态。当保护管和开关管被长时间切断，发光二极管会处于熄灭状态，指示PSM发射机功率开关模块出现故障。

2　PSM发射机功率开关模块典型故障和处理

本文针对SW100F型大功率短波广播发射机功率开关模块故障进行分析总结，在SW100F型发射机使用中功率开关模块的典型故障主要有以下几种。

2.1功率开关模块合、断引起的杂音

该故障表现为发射机指标测试出现杂音，并伴有低频啸叫声，音频分析仪分析杂音频率为1.64kHz，发射机杂音指标不入级。通过加高压检验，模块工作状态指示灯显示正常，功率模块工作稳定。如果加高压实验功率降到零，并且功率模块DC灯有亮的，则表明功率模块存在问题。如果升功率检验后功率模块不亮，则说明功率模块有不工作的。

如果加高压测试后模块DC等常亮，其对应的开关状态指示灯也亮，则表明该模块存在问题。拆机测试，对故障进行及时处理并复用上机即可。如果拆机测试没有检测到故障，则有可能是光发射电路故障或者环形调制器电路发生故障。导致DC等异常发亮的原因还有可能是失步保护电路失灵等原因，如果失步保护电路失灵，则容易导致主电压周期性偏高，产生不规律的杂音。

2.2信号输出光缆故障导致的杂音

此类故障多表现为发射机测试指标有杂音，升高电压后开关面板指示灯全亮，显示无异常。发射机测试存在杂音频率，意味着某功率模块工作状态不正常，通过拔掉模块控制小板测试，证明系统功率模块影响了杂音指标。当出现这种现象时，可以尝试更换功率开关控制器，如果故障现象没有排除，则用示波器检测对应的光发射电路波形。也可以采取用视觉观察光接收器光缆外形和光照观察光缆发光情况的方法进行判断。发生这种故障的原因主要是光缆接头接触不良，导致光信号无法传递，这时，模块的开关性能就会发生变化，输出电压低于正常值，最终导致杂音频率出现。当发生这类故障时，可以采取更换光缆或者维修光缆插头的方式排出和解决故障。

2.3功率开关模块输出电压导致的杂音

该典型故障表现为发射机测试发现杂音，杂音电平为48db，但开关指示灯却正常全亮。通过加高压检查，虽然DC模块指示灯均为发亮状态，但却有一处模块指示灯亮度不足。拔掉该指示灯连接的开关控制器后，测量杂音降低，证明是该模块出现故障。导致这类故障发生的原因有开关指令不正常或模块本身故障两种可能。可以采用互换法处理故障，即将疑似故障的开关控制器与相邻正常工作模块开关控制器调换位置，如果恢复正常则表示故障时由于开关控制器故障导致的。经检验分析该模块发现，其指示灯变暗是由于环路中一块低输出电压的模块循环工作，造成了功率模块输出存在问题，导致出现周期性噪音波形，导致DC指示灯发亮。

2.4IGBT的AC和DC管击穿导致的杂音

某发射机测试表明存在杂音，杂音指标为30db，但发射机开关状态板指示灯均正常亮起。通过家高压试验，所有DC指示灯均亮，无法反应功率模块是否发生故障。此时可以按下封锁键，如果DC灯发亮，则说明对应的功率模块存在问题。如果末级屏表有表值也代表功率模块在工作，即功率模块存在故障。处理这类故障只要更换被击穿的零件就能恢复正常。

3　模块打扮的机外试验

当故障维修和排除后，需要采用机外电路试验的方法，对开关控制模块的工作状态进行检验。当然，在发射机上测试的效果更好，但却需要停机操作，影响发射机的正常工作。日常维护检验可以通过构建一个仿真试验电路，模拟发射机移相变压器提供给模块大板的三相交流电源，并通过控制交流电源来控制模块打扮的输入电源的通断，从而试验模块大板是否工作正常。这种试验检验方式在PSM发射机功率开关故障维修中比较常用，但在使用这种方法进行机外试验时，尤其要保证试验电路能够体现发射机的正常工作状态，确保检验结果符合发射机的工作需求。

综上所述，随着人们对信号质量要求的不断提高，PSM发射机的开关模块故障检测和维修技术逐渐受到人们的重视。在PSM发射机功率开关模块故障检修时，一定要将功率开关模块合、断引起的杂音；信号输出光缆故障导致的杂音；功率开关模块输出电压导致的杂音；IGBT的AC和DC管击穿导致的杂音几种典型故障的表现，检验方法和维修处理方法烂熟于心，提高PSM发射机功率开关故障的检测和维修效率。

参考文献

[1]王红叶,杨九九,贺喆.PSM 50kW发射机功率开关模块典型故障处理及机外试验[J].内蒙古广播与电视技术, 2013(4):58-60.

[2]王晓峰,张有魁,温鹏.PSM广播发射机功率开关控制器故障处理及机外试验[J].内蒙古广播与电视技术, 2014(4):89-91.

Discusses the typical fault of PSM transmitter power switch module

Jia Xiaofang
(State Press and Publication Administration of radio and television seven two five Jinzhong Shanxi 030600)

Abstract：This paper discusses the basic work principle of PSM transmitter power switch board,and analyzed the typical faults of the transmitter power switch module,and finally a summary of PSM transmitter switch module repair after verification method, provides the reference for the PSM transmitter power switch module fault detection and processing.

Keywords：PSM transmitter;power switch module;typical fault