云晓春

摘 要：播音中DF100A发射机遇外电闪落后，经常出现调制器单元多块功率模块关断造成的发射机工作状态不符合安全播出要求的现象。本文介绍了这一故障产生的现象，以及其给安全播出带来的危害，并从功率模块开关IGBT的控制做了分析，针对此故障进行了功率模块控制板的改进，阐述了结构和原理，以及实际使用情况。

關键词：外电闪落；功率模块；功率模块控制板；改造

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0034-02

1 故障现象

DF100A短波发射机在播音中遇到外电闪落后，经常会出现调制器单元多个功率模块被关断的情况，发射机不能正常工作，落高压后重新加，仍有几个功率模块被停用。此时从发射机的表值可看到屏压升高，屏流也升高，而帘栅流降低，工作状态大大改变，发射机运行既不稳定也达不到“三满”播出的要求。此时，必须对发射机状态进行人工调整，但调整后也不会达到额定的功率输出。

2 现象成因分析

功率模块的状态由发射机调制器控制器单元（9单元）控制，所以，分析此故障现象需从9单元入手。控制功率模块开合的信号为9单元开关状态板（9A8、9A9）上的状态总线（48路合成）提供的约10V的基准电压，基准电压从开关状态板经由音频通路板（9A4）加至A/D转换器（9A6）的48个分压电阻上。当状态总线上的48各分路电压变化时，这个基准电压也随着变化，最终使得调制器的总输出电压具有自动调节的作用，末级电子管屏压保持在正常工作范围内。

当有n个功率模块停用时，依基准电压构成公式推导：

基准电压降为

被调级直流屏压Eat则按降低的相反比值升高为：

为变化后的屏压。

屏压额定值为Eat=14000V，设n=1，则变化后的屏压为：

=48/（48-1）×14000V=14300V

即自动调压过头，约超过额定值300V。同理，当n=3时，则屏压=14930V，就是说原来直流屏压为14KV，由于3个模块停用，现在直流屏压已将近15KV，超过额定值约930V。由上面的分析可知，停用的功率模块越多，直流屏压升高的越多，造成前述现象。这样就导致高末电子管工作状态的改变和调制器的超负荷运行。事实上这些停用的功率模块并没有损坏，只是模块开关IGBT（绝缘门双极晶体管）停止工作而已，因为重新加高压模块就又被调制器控制器启用（模块关断的分析略去）。

实际中遇到此故障都在播音中，手动调整，不能达到最佳工作状态，如果反复落高压重加，即使模块全部打开也会造成停播，影响安全播出任务。

3 问题的分析、解决思路

当模块因外电闪落而关断时，如果不用落高压而重新将其开启，这样就会解决上述问题。9单元对功率模块的控制通过功率模块控制板实现，其控制流程简述如图1。

加高压后，当模块控制板的电压检测电路（U2/LM393）检测到供电电压正常，则U4输出端Q点被拴锁在低电平0上，后经反相器U5反相为高电平1，即把一个12V电压送至模块IGBT中AC管（保护管）的栅极，AC管导通。AC管导通后使得（过程略）U3（AD654JN）组成的压控振荡器单元产生约37MHz的方波信号，经DS1转换成光信号通过光缆送到9单元，表示该功率模块AC管正常工作。此信号经一系列变换后（过程略）送到循环调制器（9A7），循环调制器收到相应信号后发出闭合该模块DC管（开关管）的指令，模块控制板接收到闭合DC管指令后，DC管将导通，输出700V的脉冲电压。同步检测保护电路的作用是，当检测到功率模块或光缆故障时，输出一个低电平（正常时为高电平）加至C点，使Q点输出高点平1，从而关断AC管，停用该级IGBT开关，模块停止工作直到下次重新加高压才重新启动。

从以上分析看出功率模块没有损坏而被关断的主要原因在于AC管被打开，且U4的拴锁作用使得AC管一旦被打开就无法再自动闭合。如果要使AC管在前述现象中恢复闭合状态，只能在U4之后采取措施，使反相器之前的电平改变为低电平0，AC管恢复闭合。

4 改进后的模块控制原理

经过研究设计，对现有功率模块控制板进行了如下改造，以实现上述目的。图2中虚线框内为模块控制部分新增加的器件，其中复位控制板安装在9单元，其他是在现有模块控制板上做的改动。

复位控制板（如图3所示）是由插在母版上的系统板和在系统版面板上的键盘显示板组成。两者通过排线联接，键盘板上两位LED数码管用于显示复位模块号码，3×4键盘由0-9个数字按键和两个功能按键组成，0-9数字按键用于输入模块编号，功能键C用于清除错误编号，E键是确认复位键。系统板由五部分组成：

（1）单片机系统：由单片机（宏晶STC12C5202AD， 12MHz晶振）以及复位电路组成。把从键盘输入的指令，显示在数码管上，并以串行的方式送到输出接口电路。

（2）接口电路：使用的是6片串转并集成电路74HC595，把单片机串行输出的模块复位信号，输出到相应的驱动电路端口。

（3）光纤模块驱动电路：使用的是6片型号为UKN2008的大电流达林顿管驱动集成电路，每片由8个达林顿管组成。

（4）模块执行电路：由48个T1521光纤模块组成，用光纤和功率模块连接。

（5）电源：由DC2405 DC/DC模块，以及滤波电容组成，向系统板提供5V直流工作电源。

当功率模块因外电闪落出现上述现象后，通过复位控制板小键盘输入故障模块的编号，驱动光发射器产生光信号，这个光信号送到改造后的功率模块控制板增加的光接收器，产生一个电信号，送到在功率模块AC管控制电路部分增加的逻辑门，通过新增的逻辑门来改变功率模块AC管控制电路逻辑关系（使用两个非门并联是为保证对AC管栅极有足够的推动力），实现不用落高压即可使得因外电闪落而关断的模块重新工作，且不影响功率模块控制板原有任何功能。

改造后图2的逻辑关系为：

①外电闪落后未重新加高压且复位控制板没产生光信号，因RS触发器栓锁，Q=1、B=1、C=1，推导F=0，AC管打开。

②外电闪落后未重新加高压且复位控制板产生光信号，因RS触发器栓锁，Q=1、B=0、C=1，推导F=1，既通过复位控制板小键盘输入故障模块的编号，驱动光发射器产生光信号后可使AC管闭合，本级模块投入使用。

③外电闪落后未重新加高压且复位控制板产生光信号，如DC管或光缆有故障时，因RS触发器栓锁，Q=1、B=0、C=0，推导F=0，既AC管打开，本级模块停用，保证整个调制器正常工作（不影响原有保护功能）。

④重新加高压时，因复位控制板产没生光信号，Q=0、B=1、C=1，推导F=1，既AC管闭合，本级模块正常投入使用。

5 结语

本方案在不改变现有功率模块控制板功能的前提下，对功率模块控制板的AC管控制部分的电路进行了改进，改变了原来的AC管控制信号的逻辑关系，并新增加了一块复位控制板板，用来产生外加信号。复位控制板插在9单元空余的地方，且不与原有其他电路板产生物理连接。

改进后的电路在播音中多次遇到因外电闪落功率模块停用的故障，此时，不再需播音中落高压，只要将关断模块所对应的编号输入，就可使该模块重新工作，处理起来安全、便捷。而且当该模块产生故障后仍可被停用，确保了调制器的正常运行，保障了安全播出和设备安全。

参考文献

[1]魏瑞发，陈锡安.脉阶调制设备[M].中国广播电视出版社，1998.

[2]阎石.数字电子技术基础[M].高等教育出版社，1994.endprint