DX发射机功放单元放电电路原理浅析

刘跃雨

（国家广播电视总局六四一台，福建 泉州 362000）

1 DX发射机放电电路的作用

数字化调幅（Digitail Amplitude Modulation）发射机简称DAM发射机或数字化发射机。它是哈里斯（Harris）公司于上世纪80年代后期发明并生产的新式发射机。与PSM发射机相比，它取消了音频功率放大器，把主整、调制器和射频功放三者合一，使整机性的脉冲阶梯调制即所有发射功率的机器都不用电子管，实现晶体管化，具有更高的效率和更好的指标[1]。由于机器中使用的是型号为IRFP360的场效应管，耐压500VDC，所以DX发射机在工作电源的选择上只能选择500/2=250VDC，输出电流860A的整流电源。同时为了能得到稳定、平滑的直流电，DX发射机还使用了120uH的阻流电感，以及55个5100uF的滤波电容进行整流滤波。有电容及电感的存在就有储能的问题，55个滤波电容电容量为55*5100=0.2805F，其相应的储能也很大，大约为1/2CU2 =8765.625J,电感的储能大约为1/2LI2 =44.376J。正是由于电路中电容电感的储能过大，所以需要加入放电电路来妥善处理，使得储能得到快速泄放，保护机器及检修人员的安全。

2 放电电路的工作原理

电源的放电电路由一块放电板及前端相关控制电路组成，由图可以知道，发射机三种工作电源：+250VDC主电源，+125VDC驱动电源，+125VDC二进制电源经过三个二极管（CR5、CR6、CR7）汇总通过TB2接入放电电路中，然后通过四路相同的泄放支路来泄放滤波电容和电感上的残余电压。每一个支路由一只10Ω/100W的放电电阻，一只用于快速泄放的IRFP360场效应管，以及控制场效应管开启/关闭的降压电阻和1N4740稳压二极管组成[2]。

图1 放电电路工作原理图

如图1，当发射机正常工作时，PS_ENABLE为低电平，经过光耦继电器U4后输出还是低电平，经过反相器U11-10输出高电平，再经缓冲放大器U18送到场效应管Q6的栅极上。此时在没有故障发生，即温度故障，380VAC检测故障，水流检测故障，主交流故障，电源故障信号均为低电平，经过反相器反相后变为高电平。这样两部分高电平汇集在Q6栅极，使Q6饱和导通，使得放电电路中的场效应管(Q1-Q4)的栅极输入低电平，则Q1-Q4截止，放电电路不工作,CR5、CR6、CR7均处于截止状态。

当发射机关机时，分两种情况：

1）发射机正常关机，这时PS_ENABLE为高电平，U4继电器吸合接入5V电源，输出高电平，经过反相器输出低电平加到场效应管Q6的栅极。

2）发射机故障关机，即温度故障，380VAC检测故障，水流检测故障，主交流故障，电源故障关机输出高电平，经过反相器反相后变为低电平加到场效应管Q6的栅极。

这两种情况的结果都是导致Q6截止。这时残留在三种电源滤波电解电容上的电压通过二极管CR5、CR6、CR7汇集在一起，经过R17，R18电阻分压后，在A点形成一个高电平电压，再经过稳压二极管CR4、CR5、CR8、CR9稳压后加到放电电路Q1-Q4的栅极，这时Q1-Q4饱和导通，残留的三种电源电解电容上的电压快速通过放电电阻R13、R14、R15、R16泄放，放电的速度很快，4个放电电阻在放电过程中是并联的，则R=2.5Ω，根据公式：T=RC可得，+250VDC电源放电时间T=2.5*0.28=0.7S，有效的保护了人身和机器的安全。

3 放电电路典型故障

1）故障名称：放电电阻炸裂导致A02机甩PB

2）故障现象：2016年3月24日，16：00检修结束，A02机试机时，PB2自动甩PB，PB2的PB-LED显示板上DS16（电压故障指示灯）亮红灯，PS-LED显示板上DS13（放电电路故障指示灯）亮红灯。

3）故障处理过程：打开整流柜柜门，闻到一股很浓的烧焦味，仔细观察放电电路，发现其中一根放电电阻炸裂，放电板也有损坏。更换炸裂的放电电阻及放电板，清洁整流柜。完成后A02机加高功率送100%调幅试机正常。

4）故障分析：测量故障放电电阻前的二极管CR6，发现其正向电阻为158KΩ（正常时为200KΩ），对拆下的放电板进行检查，发现其中稳压管CR10的反向电阻只有0.8MΩ（正常时为10MΩ），判断为稳压管性能下降，导致放电板场效应管在机器开启时导通，导致电压加至放电电阻上，引起故障。

因此，加强对放电电路的日常检查维护及测量，不仅仅是对人身安全的一种保护，也是确保设备稳定运行的一种方式。

4 放电电路的日常维护

如上所述，整个放电电路在整部机器里面只是小小的一部分，可以十分重要，关系到人身和机器的安全，因此在日常的检修工作中我们必须好好维护[3]。

1）场效应管的检查。整个放电电路的核心就是Q1-Q4，Q6这五个场效应管。对于集成电路来说，积尘过多容易造成散热不良，静电积存会降低元件的寿命，尤其是场效应管，它具有较高的输入阻抗和且栅极绝缘，上面的感应电荷不易放掉，如果积尘过多容易造成输入阻抗降低，氧化击穿等故障，因此一定要定期清洁除尘，用毛刷或者吹风机对这些有场效应管的部分除尘，以免静电损坏这些场效应管。

2）温控开关TS4的检查。在四个放电电阻上还有一个温控开关（TS4），用来监控放电电阻上的温度，当放电电阻的温度低于温控开关预设的值时，温控开关断开，当温度超过预设值时，温控开关吸合接地，输出低电平到控制板使发射机关机保护放电电阻。因而我们在日常的维护中也要注意对温控开关的检查，定期用万用表测量其两端的电阻是否开路，如果短路立即更换，避免误报警关机故障。

3）放电板的检查。发射机电源放电板上有多个电阻、二极管及稳压二极管组成，在每季度整流柜的检修过程中，加强对这些元器件正反向电阻的检查及测量，与正常值相比较，发现阻值有明显变化的立即更换，避免再次发生因元器件性能下降引起放电电阻炸裂，导致发射机甩PB的故障。

5 结束语

虽然放电电路在整个机器里只是小小的一部分，可是却是十分重要，我们平常对机器的维护不应仅对主要电路进行检查，还要特别注意对放电电路进行检查，这是与人身安全、机器安全息息相关的一项工作，应该引起充分的重视。