整流柜常见故障原理分析和快速处理

陈斌

【摘要】本文针对DX发射机PB整流柜一些常见故障进行归纳总结，并提出处理方法和改进措施。针对PS控制板U9进行原理分析该电路所产生的过流故障往往容易被人忽视，提出建议和改进意见。不当之处，希望大家能批评指正。

【关键词】整流柜;相序继电器;基准电平;DAC08、快达固态继电器

1.前言

整流柜是给PB单元提供工作电源的能源供给装置。如果它出了问题，则会发生电源故障。在DX发射机故障分类中，属于第一类故障。这将导致发射机直接关机或无法开机，因此必须进行正确地处理才能正常播出。不仅要在维护和检修中要格外细心，而且要对其关键元器件的工作原理和引发故障现象十分熟悉。只有这样才能大大缩短处理故障时间，保障安全播出。

2.整流柜相序检测类故障

整流柜的K7相序检测器和点火板都具有缺相、相序保护功能。它们分别检测3相380VAC和3相205VAC（见图1）。

2.1 K7相序检测器

监相器K7的作用：对从低压配电盘送来的三相380VAC进行相序检测，如果其中发生：（1）输入电压低于设定值（一般设在370VAC左右）;（2）某一相缺相时;（3）当三相电源相序相反时。（保证发射机冷却风扇正转）。

则K7就会产生一个交流故障低电平送到电源控制板J3-3和J3-4。

K7故障现象：A02机PB1出现AC MAIN故障。

故障处理：打开该整流柜机柜门，先用万用表检查交流电源正常，发现相序检测器指示灯不亮。正常时该指示灯应为绿色。调整整流柜K7门限，将K7-8、9调整到K7-11、12，并紧固触点螺丝，重新恢复N-0播出。

故障分析：当380VAC缺相、相序出错或者K7继电器触点接触不良会造成整流柜DS6和PB的LED显示板的DS14红灯亮。

2.2 三相205VAC缺相检测和节点设置

从图2看出变压器主交流故障和节点故障信号是并联在一起接到Q5的栅极。发生故障时，会引起PS的LED显示板DS4（变压器主交流故障）红灯亮，并甩掉故障PB。

电路分析：U16-6的基准电压为8V。调整R75，可以调节TP3的电压。当电压比较器U3-13小于基准电平，则U3-14输出高电平，通过R76和CR9送到电压比较器U1-13。提高了该管脚的电压值。最后基准电平VREF的值也升高。综上可以看出，关机故障信号有两种信号产生的。一路：通过调整R75可以动态调整整流电源输出。如果TP3的电压值小于8VDC，U16-1会送出关机处理信号。另一路：从点火板来，如果3相205VAC故障，通过带状电缆J4-16送到Q5，使Q5截止，送出高电平关机故障信号。

节点保护原理：在主交流限定电压的范围内，动态调节基准电压。其效果相当于负反馈，利用基准电压的输出去控制基准电压。使得基准电压动态范围变小，使其电压能稳定。

基准电压的作用：由下图可以看出：通过调节R104，来校正250VDC的电压。如果VREF的值不准的话，那么整个整流柜250VDC的输出也不准了（见图3）。

采取的措施：建议可以通过调整R75使U16-7的管脚电压尽量高，防止出现节电而出现主交流故障。

基准电压的产生（见图4）：

DAC08芯片：

该电路的核心元件是DAC08，它是一个数模转换芯片（D/A转换器）。它的特点是输出的模拟电量与输入的数字量成正比。

DAC08的基本原理：

（△是DAC能输出的最小电流值，称为DAC 的单位量化电流，它等于D最低位（LSB）为1、其余各位均为0时的模拟输出电流）。

转换特性：

在PS控制板上，我们只使用其中的三位。（共八位，其它五位接低电平）图示为输入为3位二进制数时的D/A转换器的转换特性。理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比（见图5、图6）。

图5

上电路图核心元件是DAC08和LM324A芯片。U9（DAC08）是一个并行8位高速输入D/A转换器;U1（LM324A）是运算放大器。

DCA08高速输入D/A转换器分析：

求值，由上图可知=12V/2=6V;和+12V。根据公式：

最小电流值：

发射机通电后，PS控制板接到PS-ENABLE指令后，逐渐由高电平变为低电平。三位二进制共有8种状态，初始状态为“111”，开机后由“110”变化至“000”。

发射机待机时，8位二进制位为“11100000”，即=128+64+32=224。

根据U1的“虚短”和“虚断”特性，U1-13电压应为6VDC，则有以下关系式：

将发射机待机时，数据代入得：

发射机开机时，8位二进制位为“00000000”，即，此时输出最大。

我们知道发射机正常工作电压为250VDC。三个二进制有8个状态，待机初始状态是“111”，开机时从“110”渐变至“000”。这其中有7次变化。可以推导出整流柜从0上升到250VDC共7个台阶，而且是按为一个台阶越变的。

对应表如下：

状态 工作电压

111 5.743 0

110 6.464 35.7

101 7.192 71.4

100 7.924 107.1

011 8.633 142.8

010 9.375 178.5

001 9.864 214.2

000 10.11 249.9

C16电容作用：

VREF从5.74V～10.11V的变化完成了功放电源从0V～250V的变化。为了抑制在VREF变化过程中出现的过冲现象，R53电阻两端还跨接了一个C16电容，使得VREF的上升变化曲线趋于平缓。C16的作用很重要。如果没有这个电容或者损坏的话，VREF的上升变化曲线将变得陡峭。在开机瞬间就可能会出现过流故障。

电路工作分析：

正常工作时，发射机的工作电压为250VDC。对于U9来说，此时U9-5、U9-6和U9-7的管脚电压为高电平。（全0位）。U9-2脚输出0.1211mA电流。U9（DAC08）是一个DA转换器，如果Bit-1、Bit-2或Bit-3的通路出现开路（如插接不良，PB接口板送来错误信号，反向器U7损坏情况等）时，机器此时输出的电压由于基准电压的改变而改变。将不是+250VDC输出。但也正是基准电压发生改变，电源控制板上的主交流、过流、欠压等检测电路的阈值发生变化，该PB不会出现主交流、过流、欠压等故障现象。我认为该电路设计是为了实现实时调压。对于DX200机来说，这样设计十分巧妙，不会因为三个二进制位错误，造成发射机的停播。但对于DX600来说，就存在隐患。由于升压过程中电压不一致，造成发射机阻隔零点高等一系列不良的影响。最近，A02机PB1开机经常会出现过流故障。我们之前查看以往的故障手册，更换了该故障检测电路上的元器件。故障依旧。我认为它很可能是由于C16电器特性变坏有关。

3.温度类故障

现在到了夏季，我台机房旧中央空调制冷效果不是很理想。比较容易出现此类故障。整流柜中温度故障有可控硅温度故障（DS2红灯亮）和阻流圈温度故障（DS3红灯亮）两种。出现该故障一般有被测地方温度过高和温度开关失效。

快速处理：首先，查看PB的水流量表和发射机总流量表是否正常。接着，用红外线测温计测量温度开关所在位置的温度。（正常可控硅的温度为45摄氏度，250VDC铜排的温度为39摄氏度）若温度确实过高，应适当减低发射机功率并注意观察温度情况。如果水流量和温度环境都正常，将电源控制板的J3-7、J3-8两端子短路（可控硅温度开关）和J3-9、J3-10两端子短路（阻流圈温度开关）。

4.继电器故障

K3固态继电器故障：

K3是光耦固态继电器，在PSRC中是用来驱动K1（步进启动接触器）、K2（运行接触器）和K5（风机冷却接触器）。这三个交流接触器都是三极常开交流空气电磁式接触器。在去年我台将这三个更换为昆山国力真空式交流接触器，维护中只要注意接点是否可靠、真空包是否漏气就可以。

维护工作中，我们可能会认为K3固态继电器没有机械零部件，可靠性高而被忽略。其实固态继电器的负载能力与环境温度明显有关：温度升高，负载能力将迅速下降。

图7

最近，我台A02机PB2和PB3都出现由于K3不吸合，造成PB无法开机的故障。

故障现象：三并机开机，PB3自动甩PB，PS显示板和PB显示板无故障显示。

故障处理：重新三并机，观察PB3的电压指示表没有摆起，说明PB没有工作电压。听PSRC3没有继电器吸合的声音。判断继电器有问题。把PSRC3打开，拆下门上防护罩，经检查发现K3-3电压为11.9VDC正常，将K3-4接地。测量K3-1和K3-2之间电阻为无穷大。判断K3损坏。予以更换。重新并机，正常。

故障分析：由于进入夏季，机房环境温度升高，导致K3损坏。

建议采取措施：将K3和K6继电器纳入PSRC检修的重点。安装适当的散热器，在SSR与底板之间要均匀地涂上导热硅脂，同时要保证两者紧密接触。

5.结论

综上所述，做为一名机房维护人员，首先应该熟悉故障的监测及保护原理进行深入分析。这对于对故障点及故障原因的正确判断十分有利。