DAM中波广播发射机大面积烧毁功率放大模块的检修探究

杨成林

（作者单位：山西省新闻出版广电局忻州中波台）

DAM中波广播发射机大面积烧毁功率放大模块的检修探究

杨成林

（作者单位：山西省新闻出版广电局忻州中波台）

本文针对DAM中波广播发射机大面积烧毁功率放大模块的一例故障进行分析。通过艰辛的查找和失败的经历，为此付出了很高的维护成本。故障处理后，对电路原理图和故障原因的仔细分析，故障隐患并未排除，大规模烧毁功放模块的故障随时可能再次发生。通过对保护电路的改进，达到杜绝此种故障的发生。

功放模块；调制编码；B+电源

发生故障的是1台上海明珠产TSD-10 DAM 10 kW中波数字调幅广播发射机。

1　故障现象

发射机功率下降，工作状态显示面板的二极管中，“功放”显示红色，其余显示为绿色。开发射机前机柜门发现大量功放模块故障指示二极管发亮。维修中共发现17个功放模块损坏，全部为大台阶功放模块，1～42号功放模块排序中，前后皆有分布，但靠前居多。

2　故障分析

发射机此前运行的10年中，一直比较稳定，偶有因雷击而损坏一两只功放模块，而当时正值2月，并无雷击可能，查阅有关资料，总结功放模块的常见故障和原因。

2.1在同一位置，功放模块多次损坏的原因

1）射频推动信号相位或幅度不正确。模块之外的射频推动电缆、射频分配板或合成母板上的插头接触不良。

2）场效应管漏极相位错误。其转换波形相位差应在5º之内，当模块插接不良，功放模块补偿线圈或射频输出环形变压器异常时，因模块温度过高而损坏。

3）模块输出变压器故障。如变压器磁环破裂或打火。

4）控制信号错误。调制编码板对所有大台阶功放模块的“开”电平或“关”电平应是一致的，如不一致可能造成模块损坏。

5）模块插座接触不良。当模块由于经常插拔或打火等原因引起与插座接触不良时，可造成功放模块损坏。

2.2在不同位置同一功放模块重复损坏可能原因

1）场效应管与散热器之间的绝缘层损坏。通常为先前维修过的功放模块，由于焊锡碎屑等杂物损坏绝缘层。

2）开关电路异常。当V5或V6损坏，特别是桥式功放模块同一半桥场效应管击穿时。

3）射频推动信号异常。当功放模块上推动变压器T1和T2及VD1～VD4损坏时，会造成射频推动信号的相位或幅度异常，从而损坏功放模块，故障原因在模块自身。

2.3在随机位置连续损坏功放模块的可能原因

1）A/D转换采样脉冲设置不当时会产生随机性的模块损坏，且易损坏高台阶功放模块。

2）调制B-电源设置不当。B-电源起调节模块开关时间的作用，其异常时可造成功放模块的损坏。

3）过载和驻波比保护电路调整不当。

4）冷却气量不足。当风接点和功放模块的热敏电阻探测电路失效时，可使功放模块过热而损坏。

本次故障损坏功放模块的原因，显然不属于上述2.1和2.2之列，于是根据2.3中所列做了一一检查。

3　故障检查

首先，对发射机输出网络部分和功率合成变压器等做了外观检查，开低压对A30板上B+、B-电压和A32板上电位器R23、R98和R102进行了测量，对功放模块激励电平等做了检查，检查结果正常，于是怀着忐忑的心情低功率开机，升功率至1 kW，检查风机风量正常，发射机各部分显示正常，于是开启中功率，升至5 kW，不到10分钟，又有许多功放模块故障指示二极管发亮，立即关机。

故障依然存在，没有确认故障并排除而开机是侥幸行为，接下来重新查找故障和修复损坏的功放模块，检查又有10块模块损坏。这次扩大搜索范围，仔细查找一切可疑的地方，开低压对各部分电路做了检测，电话求助厂家技术人员指导，重点检查了模块输出功率合成等部分，仍然一无所获。 排查工作依然继续进行。2天以后终于检查出调制编码板+5V保险管座已烧焦变色、弹性不足，与保险严重接触不良，立即更换保险管座和保险，开机经过低功率、中功率和高功率较长时间试机，一切正常，故障原因确定为调制编码板+5V电源异常所致。此故障没能及时找到的原因：一是自己对调制编码板和B+电源作用的重要性认识不足，经验欠缺；二是B+电源保险受A30板来B+和B-较粗电源电缆的遮挡并带有外壳，比较隐蔽而难以发现。

4　故障排除后的思考

接下来的几个月发射机工作一切正常，证明此次故障的原因确为B+电源接触不良所致，一个小小的保险竟会酿成如此大祸！笔者不由得产生了一连串的疑问，一是保险为什么不保险呢？保险是为保护电路而设置，接触不良会产生压降或瞬时断路，即使是断路更能保护电路，这里却产生了如此大的损失，那假如保险烧毁有什么样的结果呢？二是所有资料都强调B+电源的重要性，将其故障列为一类故障，而此故障中为什么不自动关机呢？为什么面板“B+”指示二极管没有变红呢？三是A30直流稳压集成电路UC3834内设置了较完善的故障保护电路，当B+电源稳压电路输出偏高或偏低时，UC3834集成电路10脚输出低电平，这个低电平送到A32显示板电路后输出一类故障信号，关机并使“B+”指示二极管显示红色，为什么此保护电路不起作用呢？带着以上问题笔者查阅了资料和发射机电路原理图。

5　新的发现

“决定功放模块导通与关断的因素：一是只读存储器编码输出的高、低电平经锁存器输出到倒相驱动运放输入的高、低电平；二是送到倒相驱动运放的+5 V供电电压和送到倒相驱动运放输出的B-电压。B-电压与运放输出低电平（近似地）分压的负电压决定打开功放的负电压，B-电压和运放输出的高电平+5 V电压叠加决定关闭功放模块的正电压。”（摘自《DX中波发射机与天馈网络》，解书汉，P147）。

以上内容佐证了本机B+电源保险接触不良从而造成功放模块的损坏。究其原因就是B+电源保险接触不良会造成编码板上各器件工作异常，调制编码板输出了不合适的低电平“开”功放信号，可以设想B+电源保险如烧毁断开，调制编码板上各锁存器、各编码器都停止工作，A/D转换板来的一系列信号将无法传输，没有了同步、关功放这些安全上至关重要的信号，包含控制最大载波功率的数字音频信号也无法传输，更为严重的是失去B+电压，调制编码板功放模块开关信号只有B-控制，输出端将锁定在低电平的“开”状态，所有功放模块打开，可输出超过60kW的载波功率（不会有音频调制），过流保护不及时的话必然烧毁功放模块所有功放模块将都被打开（这将在笔者后来的实践中得到证实），发射机将工作在最大极限功率输出模式。在A30板上虽然设置了B+电源故障输出信号至一类故障处理电路，但在此故障中A30板上电路工作正常，所以不会输出一类故障保护信号，在此故障中不起任何作用。

为了避免此种情况的发生，应在调制编码板上F1之后对B+电源取样，而不应在A30板上，若此，本机的此次故障将会做出一类故障保护而关机，面板“B+”二极管发红，避免大量功放模块的烧毁和降低检修上的难度。

6　实践检验

笔者基于以上判断，做了载波状态的测试加以证实，测试过程和数据如表1所示（单位：V）。

表1　载波状态的测试数据

1～42号功放模块的开、关电平，在调制编码板R102等电阻上很方便测到，第一和第二步测试是发射机正常状态时的载波测试，可判断分别有前5只和前18只功放开通，第三步断开B+低压，数据显示为所有功放提供了开通电平，此时如开高压预示着危险的结果。

为避免烧毁功放模块，下面的试验中将A24板上F1、F4、F5、F6和F7取下，这样只剩1～8号、41号和42号共10只功放可以工作了，第四步测试中表明1 kW时前6只功放开通，和第一步中相比，同样是1 kW功率，多出一只功放开通，原因是第一步中有6个二进制小台阶工作。第五步的试验中最大可升功率至2 kW，数据显示功放开通信号个数已达前19个，说明本机正常最大载波功率时开通19个大台阶功放。2 kW是1～8号功放所输出的功率。

最后一行中的试验是比较紧张的，不过已去掉多个保险，只有10只功放可以工作，理论各功放输出功率较小。取下B+保险后开机，面板二极管全部为绿色，而功率不需提升直指3 kW。此步骤试验显示为所有功放一步到位提供了开通信号，所以1～8号、41和42号功放立即开通共输出了3 kW的功率，和上一步相比多出的1 kW是41和42号开通的原因。这一行数据中，带下划线的绝对数值更小，正是对应有功率输出的模块。此步骤中已将B+保险拿掉，但面板显示二极管全绿，更无一类故障保护措施而关机。

以上实验证明了发射机在B+电源断路时，功放模块不受数字编码信号控制将全部打开，工作在极限输出功率状态，且不发生一类故障保护关机，结果必然烧毁功放模块。

本机B+电源故障列为一类故障非常必要，然而B+电源采样电路仅取自A30板，对A36编码板上B+电源的情况漠不关心，当A30板到编码板之间的线缆插件出现故障，特别是易烧毁的B+保险故障时，却没有一类故障相应，继而烧毁大量功放模块，可见，应对取样电路做出改进。

7　B+电源取样电路的改进

笔者对B+电源的取样做了如下改进，首先将A30板X3-1的输出断开，而将调制编码板上F1保险之后的B+电源取样到A32板R38的输入端，替换原来的+5 V故障-L信号，N4D11脚的比较电平为2 V，在R39上并接一个20 K的电阻，这样N4D10脚的电平实测为2.3 V，理论上B+降低到4.3 V以下时一类故障关机保护动作。B+过高时有A30板上V2、VD5和调制编码板上VD2的保护.这样就避免了B+故障所引发的大量模块损坏。如能增加窗式比较器进行B+采样的处理则更好。

[1]刘吉坤,戈义志,范洪清.数字调幅中波广播发射机的原理与维护[].全国广播电视技术,2007(9).

[2]陈晓卫.全固态中波广播发射机使用与维护[M].北京:中国广播电视出版社,2002.

[3]解苏汉.DX中波发射机与天馈网络[M].西安:陕西科学技术出版社,2013.

杨成林（1966-），男，山西原平人，工程师，技术副台长，研究方向：广播电视技术。