SW—100F型发射机高末电子管灯丝控制电路的改进

李长征

摘 要：安全播出是广播发射台的中心工作，根据广电总局《广播电视安全播出管理规定》，台外事故亦记入停播率统计。各发射台为了实现既保护电子管的使用寿命，又不影响停播率指标做了许多工作；本文简述了灯丝调压器的工作原理，针对发射机灯丝控制系统，当发射机突发断外电后能够快速恢复，最大限度的缩短停播时间，对电子管灯丝控制系统进行了又一次技术改造进行了论述。

关键词：发射机 灯丝调压器 断电应急按键

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0085-03

发射台一切工作都围绕着安全播出，安全播出主要的指标就是停播率，2009年12月16日国家广播电影电视总局局长王太华签署发布的国家广播电影电视总局62号令《广播电视安全播出管理规定》无线发射主播台实施细则第四章附则第五十二条规定本单位各环节事故含外电中断、外部干扰、自然灾害等外部原因引发的事故造成的停播均纳入停播率的统计。南方因为春、夏两季雷雨频发，经常造成外电闪落或短暂中断。由于发射机设计了电子管保护电路，一旦是电闪落，发射机灯丝调压器必须在回零以后才能重新升压，而整个过程需要3min左右。这对于每个发射台都有数个机房，每个机房都有多部发射机而言，每当发射机因外电的短暂中断所造成的停播累加起来，都将影响了停播率指标的完成。为此，笔者在保证电子管安全的前提下对发射机灯丝调压器进行了改造。

1 SW-100F发射机灯丝调压器的工作原理

自动灯丝调压器是大功率电子管的专用电源，根据大功率电子管的使用规范，接通灯丝的电源时，要求在初始电压下逐步升高至工作電压并稳定在指定的范围内。断开电源前反之（从高压逐渐降至始点），对于超大功率电子管，还要求在升降过程中做适当的停留并在停止工作时，能保留大约为工作电压1/4的所谓黑灯丝，目的在于保护和延长电子管使用寿命。

SW-100F发射机的自动灯丝调压器是一种闭环控制系统，主要由调压器PW4、控制器PW5及接口电路组成。调压器是输出电压范围很宽的感应调式压器，输出电压可以在0～400V之间调节。调压器上的位置开关SX和JX分别用来设置输出电压的上限和下限值。输出电压的调整由三相电机驱动控制器控制电机的正反转，也就是控制输出电压的增大或减小，根据发射机送来的控制信号控制调压器的启动（由零位上升）或停止（由正常值下降至零位）。发射机开机后如图1所示，+24V开机信号通过插座XS2：3送到接口板A2的XS4：3使A2K4吸合，因此时调压器必然在最低位置零位，下限开关JX接通，接地信号经X302：9、PW5 XS1：19、PW5 A2 XP2：4、PW5 A2 XS1：5使A1K1和A1K2吸合，接点9、13脚导通使PW5 A2 XS1：3与PW5 A2 XS1：4导通，A2K1线包因A2K4的4、8脚闭合形成回路而吸合，发射机加灯丝后灯丝加电信号送至K204使K204吸合，6、9脚接通24V经PW5 XS2：9、A2XS5：1输出使A2K3吸合，4、8脚接通，如果风水正常的话，K213吸合5、8脚接24V经PW5 XS2：8、A2XS5：2输出使A2K5吸合，A2X2：8和A2X2：9是短接的因此A2 K2因A2K5的4、8脚A2K1的4、8脚导通而吸合，A2K6因A2K2的9、13脚导通而吸合，A2K6的6、7脚导通使XS5：3与XS5：4导通从而使灯丝继电器K204A线包得电吸合，在K204A吸合后13、14脚接通经A2K3的4、8脚送至A1XS1：6使A1K3吸合，4、8脚接通使调压控制板如图2得到了6V的基准电压。

A1N1是高精度低漂移运算放大器，作为差分放大器，反相输入端2号端子接基准电压由A1V3稳压管稳压，A1N1同相输入取至调压器输出端a、b项，经X302：5、X302：6、PW5 XS1：7、PW5 XS1：8送至T1变压器初级，T1变压器次级由A1XS2：2、A1XS2：3输入A1板采样整流桥，同相输入电压即为真实的输出电压（即为“采样”）。此时反向输入端A1N1的2号端子有基准信号，同相输入端A1N1的3脚还没有（或者很小），所以A1N1的6脚输出负电压，而且幅度很大。A1N2（LM319）为窗口比较器，窗口宽度为2V。输入信号的绝对值小于1V（称为门限电平）时，输出端A1N2-7和A1N2-12均为低电平，大于1V时视极性而定，其中一个必然为高电平。现在输入为很负的电压，因此A1IN2-7为高电平，与门A1D3-1（1脚为输出端，以此表示一个集成电路封装内多个独立元件中的某一个，就A1D3 4082双与门而言，另一个则表示A1D3-13）脚被打开，经反相驱动器D4-14使A1K7吸合，从而使接触器K2吸合，电机按升压方向旋转，灯丝电压逐步上升，A1N1-3的电压随之升高，直至A1N1-6输出电压的绝对值小于1V时而停止。当灯丝电压高于指定范围，即“采样”电压高于基准电压，则A1N1-6为大于IV的正电压，A1N2-12为高电平使A1K8吸合，接触器K3吸合，从而使电机作相反方向旋转直至A1N1-6小于IV而停止，将灯丝电压稳定在指定的范围内。

A1N5-13和A1N5-14组成一个窗口比较器，门限电平有两种，受A1N5-1控制。A1N5-l为高电平时，A1N5-11约为4V；低电平时约为1.5V。门限电平开始为1.5V（相当于灯丝工作电压的25%左右，因达到工作电压时A1N3-1应为6V，与基准电压相当），但当A1N3-1高于2.7V时，门限电平变为4V。这二点，即约相当于灯丝工作电压的25%及67%处，作为停留点。在非停留点A1N5-13和A1N5-14至少有一个为低电平，则A1D1-1O为高电平，不会停留，同时A1V6导通，A1N6-3为低电平。在停留点，A1N5-13和A1N5-14均为高电平使A1V6截止，延时电路开始延时。但在延时时间内A1N6-3仍保持低电平，故与非门A1D1-1O变为低电平，从而封锁了控制电机旋转的与门A1D3，禁止电机转动达到暂停的目的。A1V6截止时A1C18开始充电，两端电压达到8V以上即延时结束后A1N6-3变为高电平，撤消对A1D3的封锁。停留时间大约为30s。用S1可以解除停留点。遇冷却系统发生故障或处于手动方式发射机关机时，就自动连续降灯丝不设停留点。endprint

发射机关机时，K204断电使K204的6、9脚断开，经PW5 XS2：9、A2XS5：1使PW5的A2k3断开4、8脚断开，从而经A2XS4：2、K204A的13、14脚、A2XS4：1、A2XS1：6使A1K3释放，失去基准电压，A1Nl-6输出很大的正电压使A1K8吸合，输出电压下降，当电压下降至0V下限位接点JX接通，接地信号经X302：9、PW5 XS1：19、PW5 A2 XP2：4、PW5 A2 XS1：5、PW5 A1 XS1：5使A1k1和A1K2吸合，4、6脚断开经A1XS1：1、A1XS1：2、PW5 A2 XS1：1、PW5 A2 XS1：2、A2K2的4和8脚、A2XS2：8、A2XS2：9、A2K5的8和4脚使A2K2断开，A2K2的9和13脚断开使A2K6线包失电，A2K6的6和7脚断开经A2XS5：3、A2XS5：4使K204A线包失电断开，落灯丝完成。

2 SW-100F发射机灯丝调压器的改进

由SW-100F发射机灯丝调压器电路分析可知，当发射机外电闪落时为避免接触器释放后调压器不能自动回到零位，从A1R29、A1R30及A1V4在A1V4、A1R25、A1R26和A1C12的结合处注入约+1.1V电压，正常工作时此点电压高于+6V，A1V4是截止的，不影响正常工作。另外A2K2是合灯丝继电器，因线包上并了A2C1和A2C2两个大电容，短暂停电不会释放。

针对短时断电停播时间较长的情况，我们在发射机上进行了试验。首先断外电两秒后，重合电闸发现灯丝调压器次级K204A断开，相当于灯丝变压器初级断电，同时调压控制器，从380V向0V下降；再这重复加电过程中，因为灯丝调压器在380V位置，灯丝调压器下限位开关未合，A1K1未吸合造成A2K1的9和13脚断开使A2K1线包因无回路断开，A2K1的4和8脚不通造成A2K2无法吸合，使A2K6失电造成K204A线包断电无法吸合，只有当调压器降至0限位点后接地信号送到A1XS1：5使A1K1吸合9、13导通使A2K1吸合，A2K1的4、8脚导通使A2K2吸合，A2K2的9、13脚导通使A2K6吸合，A2K6的6、7脚导通使K204A线包吸合，灯丝变压器初级才能得电。通过试验得知，只要模拟完成灯丝回零信号，K204A就能吸合，灯丝变压器就能直接得电。此时灯丝调压器正因为取样电压为零而在回零的过程中，当K204A吸合后，取样电压得电，与基准电压比较后灯丝调压器掉头向上自动回到380V。

通过以上试验论证，在调压控制器的操作面板上安装一个长开按键开关作为断电应急开关，开关接点并入A1K1的9、13脚，当断外电使灯丝调压器回零时，值班人员只要按断电应急按钮使A1K1的9、13脚短暂接通，A2K2吸合后经过原升压过程，调压器自动回到稳压状态灯丝直接得电。因按键开关是长开状态，放开后按键接点断开，对调压控制器原电路没有任何影响，在正常开机和关机状态下按断电应急开关对发射机状态也没有任何影响，只有在断电的非正常状态下断电应急按钮才起作用。再则，SW-100F发射机电子管功率不是很大，取消灯丝调压器的暂停功能是完全可行的。SW-100F发射机灯丝电路通过这样改进，调压器从0V升至380V只需要四十几秒，比原来的升灯丝时间减少了近1min时间。

3 断电应急按键功能和使用规定

SW-100F发射机灯丝电路改进后虽然只是增加了断电应急按键，看似平常却功能显著。为了充分发挥应急情况下作用，规定了只有在断外电30s以内来电才能按断电应急按键，超出30s后灯丝应重新从0V升起，以保护电子管。结合历年的维护经验我们认为在发射机短时间停电时，由于电子管热容量大，即使一次加足灯丝电压对电子管并无危害，发射机原有的限制浪涌电流的措施也能起到一定的作用。为了获取更加直观的数据我们在高末电子管灯丝变压器次级接入一钳形电流表，实际测量灯丝电压，在正常情况下灯丝电压为13.9V，灯丝电流174A，模拟断外电情况断开发射机的所有电源，10s后通电测试电子管灯丝的瞬间接通电流，最高达到191A电流，断开电源20s以后再次测试电子管灯丝的最高瞬时电流为199A，断开电源30s以后，测试的电子管灯丝最高瞬间电流为215A，断开电源40s以后，测试得到的电子管灯丝最高瞬间电流为241A。根据模拟测试的数据和查看电子管手册（灯丝冲击电流300A）笔者认为停电30s内稳压380V直接加到高末灯丝变压器初级对高末电子管影响不大，40s虽然也在安全冲击电流内，考虑到测试的差异并留有一定的冗余量。因此，规定断电30s以内方可以使用这个应急按键。

4 结语

此次对SW-100F发射机灯丝电路改进，虽然线路改动不大，且只增加了一个按键就成功解决了发射机突发断电时快速恢复的作用。这项技术改进已在我台同类型发射机上推廣应用，实践证明这项技术改进值得借鉴参考。

参考文献

[1] 张学田.广播电视技术手册第六分册[M].北京：国防工业出版社，2001.

[2] SW-100F短波发射机使用说明书[Z].航天部23所，2002.

[3] 赵勇.SW-100F型100KW短波广播发射机高末电子管灯丝电压控制电路的改造[J].广播电视信息，2017（S1）.endprint