中波广播发射机故障处理分析

刘洪彬

（作者单位：大连三〇三转播台）

中波广播发射机是无线传输的重要组成部分，随着相关技术的突破，现阶段的中波广播发射机技术水平也在不断提升，其优秀的声电指标，提升了无线传输的质量。但是，根据部分地区中波广播发射机的使用经验发现，受室内空间环境、不合理操作以及寿命年限等因素影响，中波广播发射机运行故障频发，已经成为不容忽视的问题。因此，相关人员应了解设备故障发生的原因，掌握应对措施，提升故障处理能力，这也是本文的主要研究目的。

1 中波广播发射机故障处理的一般方法

中波广播发射机在运行期间可能出现诸多故障现象，掌握正确的故障处理方法对提高设备运行稳定性有重要意义。

1.1 外观检查法

外观检查法是指技术人员通过观察设备的外观状态来判断中波广播发射机的性能，这需要技术人员有极强的观察力与丰富的工作经验，可以通过看、听、嗅、摸等方法评估设备状态。例如，观察发生故障的中波广播发射机是否存在变色、冒烟、变形等故障情况，还可以观察设备运行期间有无异常响动，查看设备播出的信号质量等。技术人员通过抚摸设备可以判断设备运行期间各个零部件的温度变化，如温度异常升高的情况可以直接判断存在故障等[1]。部分情况下，中波广播发射机还会出现异味，在闻到烧焦味时，技术人员应提高警惕。

1.2 仪器检测法

仪器检查是判断故障的进一步手段，技术人员通过专业仪器检查中波广播发射机的电压、电流以及电阻等关键参数，或者在相关仪器设备的支持下完成波形法检测或者分段测量法检测等。例如，在检查电源状态信息、直流工作电压与交流工作电压时可以采用电压法。

电流法可以通过设备表头指示与电流表检测获得在故障处理中的电流值参数，判断设备的状态。针对电流值异常的情况，技术人员应该警惕晶体管或者集成电路等关键零部件运行故障问题。

电阻法是仪器检测法的重要手段，通过在不加电的情况下观察元器件的电阻变化，根据电阻的异常数据可以判断有无击穿、短路问题。分段测量法可以将被检测线路分为若干段单独测量，技术人员根据测量结果能够将故障限制在特定范围内，尽快消除故障。

1.3 故障检修技巧

技术人员根据当前的中波广播发射机维修经验，发现该设备的大部分故障都与电源有关，所以在发现设备运行异常后应先检查电源系统状态。同时，射频信号检测也是当前工作中不容忽视的问题，因此，技术人员可以根据信号质量判断发射机的工作状态。当检测结果显示信号正常时，发生激励器、激励前级、激励驱动故障的概率较低，否则应该考虑设备射频系统有无故障。技术人员还要学会检测载波电路状态，这是因为载波电路检测中可以观察其波形、幅度、调幅波形变化等信息，是判断设备状态的重要 标准。

2 中波广播发射机的常见故障与处理措施研究

2.1 合成变压器故障

2.1.1 故障现象

合成变压器故障主要表现为：中波广播发射器在运行期间突然出现功率剧烈下降的情况，检测显示输出功率从1 kW下降至0 kW，同时在功率放大器板上的“调制输出”指示灯熄灭。

2.1.2 故障分析与处理

中波广播发射器的上述故障表现，可能与调制/功率放大器故障有关。技术人员在对调制/功率放大器进行检查后未发现异常，之后将调制/功率放大器插入发射机中，重新启动系统后发现故障并未消失。技术人员在关闭中波广播发射器之后，拔出调制/功率放大器，发现部分器件存在温度异常升高的情况，使用万用表测量后发现，本应该处于开路状态的温度继电器导通。这一结果表明存在过温保护现象，由此，技术人员可以判断中波广播发射器的故障主要集中在末级，而末级故障的出现会导致正常通过的高频正弦波信号无法被传送至发射天线上，而这个过程中所产生的能量会大量集中在中波广播发射器末端，这也是导致部分器件温度异常的主要原因，最终引发过热自我保护 问题[2]。

技术人员根据上述故障分析方法对中波广播发射器进行检查后，发现调配网络、馈线以及天线等部分无故障，所以可以确定故障点集中在硬馈连接、倒换开关或者发射机内部等几个部位。在检查倒换开关后，技术人员未发现打火与开路问题；硬馈连接检查中也未发现异常；机内网络排查中，未发现线圈卡子松动和陶瓷电容破损等情况。接着，技术人员通过网络分析仪检测中波广播发射器的高频末级网络参数，同样未发现异常。之后，技术人员通过观察发现末级功率合成变压器的颜色发黑，拆解后经万用表检测发现线圈两端开路，而该现象致使功率合成变压器侧线圈开路，正常的信号无法传送至天线，最终导致故障发生。

基于中波广播发射器的运行情况，技术人员认为这一故障的发生可能与焊点虚接有关。这是因为焊点虚接本身会造成线圈短路，而中波广播发射器的运行时间延长则会进一步加剧问题，最终导致线圈短路。确定问题后，技术人员清理相关构件并二次焊接，重启后设备恢复正常。

2.2 调制回路故障

2.2.1 故障现象

调制回路故障主要表现为：在中波广播发射器启动之后，装置的入射功率从1 kW下降至0.25 kW，并且调制/功率放大器的“调制输出”指示灯熄灭，重新启动后故障依然存在。

2.2.2 故障分析与处理

根据对故障现象的研究，技术人员判断是调制/功率放大器出现故障，在数据计算中可以按照公式（1）展开运算。

在公式（1）中，m代表功放模块数量；n为发生故障的功放模块数量；p1代表实际输出功率；p0代表发射机额定输出功率值。

现阶段，中波广播发射器普遍采用双功放模块的模式，若一个功放模块出现故障，则根据公式（1）展开计算后，可以计算出设备的实际输出功率为0.25 kW， 这与观察到的故障现象相同。同时，需要注意的是，调制/功率放大器板上设置了指示灯，当故障发生后指示灯会熄灭，技术人员可以在较短的时间内判断是哪一设备出现故障。

根据故障现象，技术人员拔出调制/功率放大器后在现场用万用表检测，检测结果显示4根场效应管击穿，需要更换场效应管；同时还要检测双向二极管是否击穿，这样可以避免在更换场效应管后发生二次击穿的问题。本次检查结果发现，两只双向二极管击穿，而技术人员更换同型号材料后将其插回调制/功率放大器，重新启动后发现故障未排除[3]。技术人员第二次拔除该设备，用万用表检测，结果显示功率放大电路在重新启动后无异常现象，并且场效应管状况良好，无击穿，而技术人员在检测中发现放大电路的三极管烧毁，更换三极管后，再将调制/功率放大器插回，通电开机后显示设备运行恢复正常。

2.3 电流过大，并伴有焦煳味

2.3.1 故障现象

中波广播发射器中设置了一块中放调谐电流表，发射器开机不久技术人员闻到焦煳味，打开中波广播发射器前门后发现电流表量程为100 μA，而正常时该电流表所显示的数额应约为50 μA，此时所产生的电流量已经严重超出了量程。根据上述现象，技术人员检测调谐电流后，发现其输出功率超过0.2 kW。

2.3.2 故障分析与处理

通过对故障现象的分析，技术人员认为烧焦味是电流异常造成元器件发热而引起的，在关闭中波广播发射机之后寻找发热点，并未找到，考虑到二次开机可能会加重对设备的损害，所以没有开机。

同时，根据设备故障状态，技术人员通过研究发现，中放电流主要来源于中间放大器，所以在故障排查中应该将该装置作为重点内容。中间放大器的功能是放大激励器信号，而容易发生故障的部位主要集中在集成电路模块和场效应管上，技术人员在对上述两个模块展开检查后未发现异常情况。接着，技术人员用示波器观察激励器波形情况，结果显示输出的频率与波形幅值均无异常。

之后，技术人员将设备检修的重点放在高频功率放大器上，根据对该设备的检测结果，发现功放管无击穿现象。技术人员通过对中波广播发射机图纸的研究，认为若功放管的S级与G级跨接背对背串联二极管被击穿也会导致电流升高。因此，根据该研究结果对稳压二极管进行性能排查后，最终观察结果显示一个二极管被击穿。图1对功放末级原理结构进行了具体展示。

图1 功放末级原理结构图

根据图1所介绍的技术原理，如有双向二极管击穿，相当于变压器T1二次侧只有两个并联的14.7 Ω、24.7 Ω的电阻作为负载。按照变压器的原理，当变压器二次负载值快速下降时，系统会出现一次短路电流来消除磁通，这个过程必然会伴有电流快速升高的异常变化情况。所以，双向稳压二极管VD1击穿时，相当于场效应管IRFP250被短路，电路瞬间失去负载，造成电路中电流迅速升高，这也是工作人员闻到烧焦味的主要原因[4]。发现问题的具体位置后，技术人员更换了被击穿的双向稳压二极管，重新插入中波广播发射机中并启动，结果显示中波广播发射机恢复正常。

2.4 设备掉功率问题

2.4.1 故障现象

中波广播发射机在运行期间会突然出现掉功率的问题，具体表现为观察设备运行状态后发现PA盒的DS4、DS5等故障指示灯亮起，在关闭中波广播发射机之后重新启动，发现设备的运行状态不稳定，即有时可以正常工作，而每隔几个小时或者一天又会出现相同的故障。

2.4.2 故障分析与处理

根据上述故障现象，技术人员先检查继电器控制板的性能状态，判断反射过电压过高保护时，检查设备上的D4指示灯状态是最直接的方法，检查结果显示继电器控制板无异常现象。之后，技术人员采用代换法检查PA盒的性能，将全新的PA盒替换到中波广播发射机中，结果显示故障未消失，因此可以认为PA盒无异常；检查定向耦合器，在本次检查中发现定向耦合器上无变色、开焊以及打火等问题，因此可以认为这一故障与定向耦合器无关。

为深入分析故障，技术人员将音频信号去除后，经示波器检测调制器输出口的数据，检测结果显示该装置输出的方波达到了15 Vp-p，这一结果处于正常范围内，证明设备无异常；检查接线端子J1-3，发现对应功放单元的调制信号输入过程正常，证明调制信号运行情况良好，未发生故障。

技术人员又采用激励驱动的方法进行检测，用示波器测量设备的驱动输出口，检测结果显示波形为 32 Vp-p方波，而标准的输出波形为 -72～0 Vp-p，二者相比存在较大差异，即可确认设备发生故障的原因。在认真观察后，技术人员发现激励驱动T1变压器次级的某抽头部位焊接不牢固，导致设备无法正常运行，在焊牢带接头后重新启动设备并持续运行一段时间，未发现频率波动问题，成功解除故障。

3 中波广播发射机故障处理的实例分析

3.1 背景介绍

某中波广播发射机面临使用时间长、老化严重的问题，因此，在日常运行中故障不断，在2020年7月多次发生可控硅击穿问题，导致设备无法正常播出，产生不良影响。而当地夏季多雷雨天气，在2020年7月末的雷暴天气期间，中波广播发射机运行过程中产生爆响声，设备瞬间出现故障，无法正常使用，技术人员检查该设备后发现可控硅被击穿。

3.2 故障分析

可控硅又被称为晶闸管，为四层三端器件，属于单向导电元器件，与二极管相同；但是不同的是，可控硅拥有一个特殊的控制极G。因此，可控硅的工作特性与二极管相比存在明显不同。在中波广播发射机中，可控硅可以发挥触发导通、正向阻断以及反向阻断等功能，受到正向电压的影响，这一装置可以调控极G的触发时间，将交流电调整为直流电，进而控制整个电路的运行过程。在可控硅的性能检测中，技术人员可以通过万用表测量，用红表笔连接K极、黑表笔连接A极，若万用表的指针正常则可控硅性能正常，若万用表指针偏转则证明可控硅击穿。

从中波广播发射机的内部架构来看，可控硅在该装置中具有全波整流的功能，同时，因为可控硅反向特性与二极管类似，当反向电压提升至一定数额时，反向漏电流的增速更快，此时继续增加电压则会发生击穿现象。根据发射机电路图，在维持负载不变的情况下，技术人员判断造成击穿的原因可能是LC滤波异常[5]。LC滤波是通过电感和电容组合进行滤波，具有滤波、增强抗干扰能力的作用，而案例电台因为电磁干扰强，电路受到电磁干扰，需要使用滤波，结果导致设备功能下降，无法正常运行。

3.3 故障处理

技术人员通过观察电感指标，在设备运行中未发现电容漏液或者鼓起等质量缺陷，但是考虑到上述电容的运行时间较长，性能下降，所以对可控硅的反向阳极电压干扰滤波控制效果失效，这也可能是造成设备可控硅多次击穿的主要原因。根据上述情况，技术人员更换LC滤波电路电容，在后续几个月中，中波广播发射机的运行状况良好，无可控硅击穿问题，证明上述问题得以顺利解决。

4 结语

中波广播发射机的故障处理是保障该设备正常运行的关键点，笔者根据工作经验，在文中详细介绍了中波广播发射机在运行过程中的常见故障现象与应对措施。结合故障处理中的经验可以发现，为了能够快速消除中波广播发射机的故障隐患问题，技术人员在技术处理中应合理利用外观检测法与仪器检测法，了解设备的运行状态变化、电阻、电压等关键信息，针对疑似故障部位做好检测，这样才能有效消除故障隐患。技术人员也应该重视经验积累，争取根据故障现象尽早制定应对措施，这样才能满足中波广播发射机的日常使用要求。