数字调频功放管BLF188XR的特性与维修

刘学良

（东营市广播电视台，山东 东营 257091）

1 CDR数字音频广播概述

调频频段数字音频广播（China Digital Radio，CDR）工作在现有的FM模拟发射的频率上，地面覆盖网络使用同一个调频广播频率，以模拟和数字同时播出的方式进行传输覆盖。该系统可以实现模拟调频广播、FM-CDR全数字广播、模拟调频和数字同播三种工作模式。模数同播时，可以调整模数功率比来设置模拟调频广播和数字广播的发射功率。在今后相当长的一段时间内，CDR数字广播信号将会与模拟广播信号共存同播，例如现有的中国之声模拟调频广播频率安装一套调频频段数字音频广播发射系统，同时播出一套模拟调频广播节目和3套数字音频广播节目[1]。

2 CDR广播发射机功放单元的组成

CDR发射机与传统的模拟广播发射机组成基本相同，是由电源、功率放大器、激励器、控制系统和合成分配网络组成。来自系统控制器的RF信号经分配器分别送到两个功放单元。进入功放单元后，先是经过一级前置放大器，提升射频信号电平，然后经过分配器，分为4路信号，分别馈送到4个BLF188XR功放模块，经功率放大器放大后再送入合成器和定向耦合器后输出。功放模块核心部件由一个BLF188XR及其外围电路组成。如图1所示。

图1 P1000 FM BLF188XR调频功放板

BLF188XR为荷兰恩智浦半导体公司研发的新型“超耐用系列”功放管，其XR系列“超耐用”LDMOS射频功率晶体管，最高可输出1 600 W峰值功率，耐用性更强。整个功放模块电路并不是很复杂，模块与外围电路相连接的部分不多，主要有RF INPUT（射频输入），RF OUT（射频输出），电源电压VCC和栅极电压[2]。BLF188XR功放单元电工图如图2所示，整个功放单元中，功放管是最为重要的核心部件，也是最容易损坏的部件。

图2 BLF188XR功放板电工图

在实际工作中，功放模块的寿命受到很多因素的影响，比如工作环境、焊接工艺、工作温度以及功放管本身质量等等。东营市广播电视台的CDR发射机大概从工作三年后开始出现功放模块故障，陆续出现几次，都是因BLF188XR功放管损坏造成的。因此，技术人员积累了一些维修经验，并且储备了一批配件，能够及时进行维修。

3 功放管好坏的判断

在日常的巡机过程中，如果发现某只功放管的电流突然变小或者直接为零，就要根据功放管工作的时间、近期的工作电流变化情况进行判断，判断功放管是否发生了问题。技术人员在维修的时候，打开功放单元后，首先会测量功放管各个管脚的对地电阻，特别是栅极对地阻值。通常来说，功放管BLF188XR的栅极对地阻值一般在8.7 kΩ左右，每个功放管会略有不同。偏离8.7 kΩ较多时，功放管损坏的可能性很大。如果功放管管脚阻值在正常范围内，可以在功放单元的输入和输出端都接上假负载，然后加电测量功放管的静态工作点[3]。如果静态工作电压没有问题，但工作电流明显异常，再与栅极对地阻值的变化进行对比，基本上可以确定功放管的好坏。如果想精确判断一只功放管的好坏，还有一种简便的测量方法，具体步骤如下。

（1）找一台+24 V具有电流显示功能的可调式直流稳压电源，准备一个10 kΩ/1 W的电阻R。

（2）将直流电源打开，输出电压调整为20 V，然后关闭电源。

（3）电源正极连接到管子的漏极D端，负极连接到管子的源极S端，在漏极D与源极G之间连接10 kΩ/1 W的电阻R。

（4）将直流电源开启，使其显示直流电流。如果表上有电流显示（经验值为1.6 A左右），则管子良好；如果没有电流，则判断为管子损坏[4]。

4 功放管的更换

功放管更换对于技术人员的要求比较高，稍有不慎就会损坏功放管。特别是长时间的焊接、静电、功放板底板导热硅脂的涂抹，都会对功放管的寿命造成很大的影响。对于一般的LDMOS管，更换步骤如下。

（1）首先将功放板的电源电压VCC和栅极电压接线用电烙铁从主板取下，将射频输入、输出接线从功放模块焊开，取下功放板，将功放板背面的残留导热硅脂清理干净。

（2）取下坏管子输入端和输出端表面安装的电容电阻，并记下其安装位置，将功放管安装位置的残留导热硅脂清除干净。

（3）将准备好的备用功放管安装面均匀涂抹上薄薄一层导热硅脂，以便其紧密固定在散热片上。导热硅脂不宜太多，硅脂层太厚会影响散热。用螺丝将功放管固定好，然后进行焊接。

（4）焊接时要选择功率合适的电烙铁。建议选择60～80 W大功率内热式烙铁，在极短的时间（5 s）内将管子的电极焊牢，使电极完全被焊锡覆盖住为止。如果一次不能完成，再次焊接时，每次焊接至少要有10 s左右的间隔，以防止焊接部位及周边过热，损坏印刷线路板[5]。

（5）将取下的电容和电阻重新按照原位置安装好。

（6）调整偏置。BLF188XR焊接好以后，不能立即开机，要先用万用表测一下功放管的管脚阻值，特别是栅极对地电阻。阻值一般在8.7 kΩ左右。为避免开机瞬间栅极电压过高，保险起见，可以将栅极对地电阻适当降低到8.2 kΩ，再根据功放电流的大小进行调整。

（7）将功放单元放在发射机旁边高度合适的小桌上，输入端接负载，输出端连接到发射机，串口线连接到控制单元，检查无误后加电开机。

（8）开机后先测一下栅极电压，如果在1.8 V左右，可以先不进行调整。此时该功放管的功放电流大约在1 A左右。如果电压偏高，控制单元显示的功放电流过大，则适当降低偏置电压。

（9）静态预热30 min，在预热过程中要注意观察功放电流的变化。预热30 min后，对偏置电压进行微调，将静态功放电流稳定在1 A，再观察一会，看功放电流是否稳定[6]。

（10）将整个功放安装到位，开机慢慢提升功率，直到额定功率值。此过程中，要不断观察功放电流。

5 结 语

在拆功放管时很容易造成功放管损坏，还有可能造成印刷线路板的损伤甚至报废。因为BLF188XR是大功率功放管，管脚电极的铜片比BLF861A等功放管的电极要厚一些，在焊接过程中把焊锡烫化后，不要用力撬动该铜片，否则很容易把印刷底板上的铜箔掀起来，造成功放板基板的损坏。笔者根据多年的维修过程总结出一个拆功放管比较好的办法。在确认功放管损坏后，首先把外围元件取下，找一条锯条，掰成15 cm长，用锯条轻轻地将电极铜片从功放管主体根部锯下来，将电极和管体分离，然后卸掉管子两头的螺丝，管体就可轻松取下来。管子取下来后就剩下四个电极铜片，用烙铁稍微一烫就可将铜片取下，不会损伤印刷线路板。