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摘要:本文分析了TSD—10中波發(fā)射機(jī)風(fēng)機(jī)檢測(cè)電路的工作原理和維修實(shí)例。結(jié)合多年維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn),介紹主要元器件熱敏開(kāi)關(guān)、LM339和74HC123的使用方法,并針對(duì)各地普遍使用的DAM全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)風(fēng)機(jī)檢測(cè)電路的常見(jiàn)故障予以分析判斷,提出了適合實(shí)際的相應(yīng)處理方法,為相關(guān)領(lǐng)域可能出現(xiàn)的類(lèi)似技術(shù)問(wèn)題提供參考。
關(guān)鍵詞:風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè);轉(zhuǎn)速采樣;溫度采樣
一、引言
TSD-10DAM型10Kw中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)是上海市廣播科學(xué)研究所研制開(kāi)發(fā)的全新型中波廣播發(fā)射機(jī)。該機(jī)采用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù),大量運(yùn)用集成半導(dǎo)體器件,使設(shè)備指標(biāo)、效率、安全性等得到極大提高,在廣播發(fā)射領(lǐng)域得到普及應(yīng)用,受到用戶(hù)好評(píng)稱(chēng)贊。由于該機(jī)性能穩(wěn)定可靠,大部分電路很少出現(xiàn)異常,只有極少數(shù)出現(xiàn)過(guò)故障??偨Y(jié)我臺(tái)多年來(lái)的使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn),將發(fā)射機(jī)的風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)電路、電源電路、功率放大板、輸出網(wǎng)絡(luò)等列為重點(diǎn)維護(hù)對(duì)象,限于篇幅,本文僅對(duì)風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)電路原理和常見(jiàn)故障處理做出分析判斷,供各位同行參考。
二、風(fēng)機(jī)、溫度監(jiān)測(cè)電路工作原理
隨著社會(huì)的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,今天的DAM發(fā)射機(jī)效率從以前的35%提高到85%以上,其自身的能源消耗大幅降低。但對(duì)于10Kw大功率的發(fā)射機(jī)并不意味著其自身的能量消耗就可以自然散熱,仍然需要通過(guò)風(fēng)機(jī)等外界措施排出多余熱量,實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行,因此,風(fēng)機(jī)的運(yùn)行正常與否,直接關(guān)系到整機(jī)的穩(wěn)定安全播出。在發(fā)射機(jī)工作時(shí),當(dāng)某種原因引起風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低或者功放電路溫度過(guò)高時(shí),通過(guò)檢測(cè)顯示板和控制板電路,點(diǎn)亮發(fā)射機(jī)面板上的“風(fēng)機(jī)故障”報(bào)警指示燈,并產(chǎn)生關(guān)機(jī)控制命令,實(shí)現(xiàn)保護(hù)發(fā)射機(jī)功放模塊安全目的。其電路包括電源穩(wěn)壓器、轉(zhuǎn)速采樣電路、溫度采樣電路和輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路。
(一)電源穩(wěn)壓器從電源供給系統(tǒng)J6-10輸出的+8V電源進(jìn)入風(fēng)機(jī)、溫度監(jiān)測(cè)電路(A4板)J1-1腳,通過(guò)穩(wěn)壓器N1,保證+5V工作電壓穩(wěn)定。N1是三端集成穩(wěn)壓器LM7805,其本身具有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的過(guò)壓保護(hù)電路,使用起來(lái)可靠、方便,能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流,使用中需加散熱片,保證可靠工作。C1、C3為電源濾波電容,C2、C4為高頻濾波電容。
(二)轉(zhuǎn)速采樣電路這部分電路主要由V1、N2A、N2C和D3組成,完成輸出控制電路所需的電平轉(zhuǎn)換工作。V1為光電傳感器,由一體的光發(fā)射頭和接收頭組成。通過(guò)風(fēng)機(jī)上固定的小塊反光紙靠近傳感器時(shí),其V1的光發(fā)射頭發(fā)出的紅外線(xiàn)光被反光紙反射到接收頭,使V1飽和導(dǎo)通,J1-7腳輸出低電平,進(jìn)入電壓比較器N2A。N2A選用LM339,由4個(gè)獨(dú)立比較器構(gòu)成,分別類(lèi)似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端分別是同相輸入端和反相輸入端。本控制電路用作比較兩個(gè)電壓時(shí),在同相輸入端通過(guò)RP1、R3電源分壓后,加入同相輸入端7腳一個(gè)固定電壓做參考電壓,也稱(chēng)為門(mén)限電平,另一端6腳加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)同相輸入端電壓高于反相端時(shí),輸出管截止,相當(dāng)于輸出端開(kāi)路。當(dāng)反相輸入端電壓高于同相輸入端時(shí),輸出管飽和,相當(dāng)于輸出端接低電位。當(dāng)兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管,在使用時(shí)輸出端到正電源接有一只電阻R4。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值,本控制電路為1K。也就是在N2A-6的電平低于N2A-7比較端時(shí),輸出端N2A-1為+5V高電平,反之為0V低電平。RP1用于調(diào)整比較門(mén)限電壓,決定光敏感應(yīng)靈敏度。風(fēng)機(jī)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的固定脈沖信號(hào)將進(jìn)入單穩(wěn)態(tài)電路D3A-2。D3A選用74HC123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,其15腳REXT接定時(shí)電阻RP2和電容C5,脈寬由電容值和電阻值的乘積WP=RC,本控制電路中C=1μF、R=100KΩ可調(diào)電阻,保證脈寬有足夠的調(diào)節(jié)范圍充分滿(mǎn)足后級(jí)需要。正常工作時(shí),作用于D3A-2的脈沖信號(hào),使D3A-13輸出保持高電平。若風(fēng)機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速低于正常值時(shí),輸出端13腳也會(huì)產(chǎn)生一段固定高電平,但經(jīng)維持電阻RP2和電容C5給定的一段時(shí)間就恢復(fù)觸發(fā)前的低電平狀態(tài),D3A-13就會(huì)輸出低電平。通過(guò)這樣的電平變化信號(hào),就可判斷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速正常與否。經(jīng)過(guò)取樣比較的狀態(tài)信號(hào),可以充分描述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢、故障與否,這種信號(hào)經(jīng)N2C-9組成的過(guò)零比較器整形后,送入后級(jí)的輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路,控制整機(jī)工作狀態(tài)。
(三)溫度采樣電路溫度采樣電路是通過(guò)熱敏開(kāi)關(guān)取樣后,經(jīng)比較器整形得到的。熱敏開(kāi)關(guān)是利用雙金屬片各層的熱膨脹系數(shù)不同,當(dāng)溫度變化時(shí),主動(dòng)層的形變要大于被動(dòng)層的形變,從而雙金屬片的整體就會(huì)向被動(dòng)層一側(cè)彎曲,則這種復(fù)合材料的曲率發(fā)生變化從而產(chǎn)生形變的這個(gè)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)電流通斷的,為保證功放電路安全運(yùn)行,溫度不超過(guò)極限值,本電路選用65℃溫控點(diǎn)做臨界通斷值。當(dāng)功放電路正常運(yùn)行時(shí),設(shè)置在第一只大臺(tái)階功放散熱片上的熱敏開(kāi)關(guān)采集到功放電路的溫度變化。溫度在65℃以下,熱敏開(kāi)關(guān)閉合,在J1-3上的感應(yīng)電壓進(jìn)入電壓比較器N2B,在N2B-5的電平低于比較端N2-4,此時(shí)輸出端N2A-2為+5V高電平;當(dāng)功放電路異常運(yùn)行時(shí),功放電路發(fā)熱量增大,散熱片上的熱敏開(kāi)關(guān)采集到功放電路的溫度大于65℃,熱敏開(kāi)關(guān)斷開(kāi),此時(shí)輸出端N2A-2為+5V低電平;比較端4腳電壓由R9和R10分壓后提供為2.5V。經(jīng)過(guò)溫控開(kāi)關(guān)取樣比較的狀態(tài)信號(hào),可以充分描述功放電路的電流損壞狀態(tài),體現(xiàn)末級(jí)功放電路工作是否異常,可以送入后級(jí)的輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路,控制整機(jī)工作狀態(tài)。(四)輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)且功放溫度正常時(shí),N4C-14和N2B-2都是高電平,分別送入由VD2和VD3組成的與門(mén)電路,在比較器N2D-10送入高電平,使N2D-13得到低電平信號(hào),控制V2開(kāi)關(guān)電路截止,總輸出J1-9輸出+8V高電平,設(shè)備正常工作;當(dāng)轉(zhuǎn)速異?;驕囟犬惓r(shí),總輸出J1-9輸出0V低電平,控制設(shè)備LED故障顯示,并關(guān)機(jī)保護(hù)。
三、風(fēng)機(jī)、溫度監(jiān)測(cè)電路常見(jiàn)故障分析
通常發(fā)射機(jī)風(fēng)機(jī)故障時(shí),會(huì)出現(xiàn)開(kāi)啟低壓電源正常,風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)指示燈紅燈亮,按開(kāi)機(jī)鍵不能開(kāi)機(jī)的現(xiàn)象。這種故障屬于1類(lèi)故障,在排除故障前不能開(kāi)機(jī)。產(chǎn)生這種故障的原因有很多,首先應(yīng)該判斷是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速故障、溫度報(bào)警故障還是風(fēng)機(jī)溫度控制板(A4)或監(jiān)測(cè)顯示板(A32板)電路本身誤動(dòng)引起的。如果測(cè)量風(fēng)機(jī)保護(hù)電路(A4)輸出信號(hào)正常,則是監(jiān)測(cè)顯示板(A32)板線(xiàn)路誤動(dòng)作,應(yīng)在A32板上查找故障點(diǎn)。對(duì)于風(fēng)機(jī)保護(hù)檢測(cè)電路的溫度保護(hù)和轉(zhuǎn)速保護(hù),先要判斷是哪個(gè)保護(hù)引起的故障,再測(cè)量相關(guān)電路和邏輯電平是否正常,縮小故障范圍。對(duì)于這類(lèi)故障的處理可根據(jù)故障原因采取不同的檢修方法。
(一)實(shí)例故障——風(fēng)機(jī)光電傳感器故障故障現(xiàn)象:風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)指示燈紅燈亮,按開(kāi)機(jī)鍵不能開(kāi)機(jī)檢修方法:①首先測(cè)量風(fēng)機(jī)、溫度監(jiān)控板J1-9電平值,若為低電平便可確認(rèn)風(fēng)機(jī)溫度監(jiān)控板中的保護(hù)電路工作。②測(cè)量N2-2的電平為高電平,測(cè)量VD3負(fù)端電平為高電平,則說(shuō)明風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保護(hù)動(dòng)作引起。③若風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常,測(cè)量單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D3A-13腳為低電平0V,表明D3A工作不正常,可能是由于2腳信號(hào)不正?;駾3A本身存在故障,可檢測(cè)B端信號(hào)波形是否正常。此時(shí)波形沒(méi)有有效的觸發(fā)脈沖,可以判斷光敏開(kāi)關(guān)元件可能故障;仔細(xì)檢查光敏元件和感應(yīng)紙是否脫落或感應(yīng)元件位置發(fā)生是否偏差,不能對(duì)準(zhǔn);也檢查光敏耦合器是否被灰塵覆蓋而無(wú)法發(fā)出脈沖信號(hào)。④清潔感應(yīng)紙上的灰塵,再調(diào)整整感應(yīng)紙和探頭相對(duì)位置,使其對(duì)準(zhǔn)時(shí)J1-7腳電壓為3.9V,調(diào)整RP1使得分壓基準(zhǔn)電壓為4.2V;此時(shí)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),J-7腳感應(yīng)波形正常,有明顯的高低電平變化。在N2A-6腳有不斷出現(xiàn)正脈沖來(lái)觸發(fā),通過(guò)N2A-1腳輸出送人D3A-2B端,使D3A-13腳保持恒定高電平。⑤重新開(kāi)機(jī),發(fā)射機(jī)運(yùn)行正常,故障排除。
(二)實(shí)例故障二——風(fēng)機(jī)控制靈敏度門(mén)限電阻故障故障現(xiàn)象:風(fēng)機(jī)故障狀態(tài)指示燈紅燈亮,按開(kāi)機(jī)鍵不能開(kāi)機(jī)檢修方法:①首先測(cè)量風(fēng)機(jī)、溫度監(jiān)控板J1-9電平值,若為低電平便可確認(rèn)風(fēng)機(jī)溫度監(jiān)控板中的保護(hù)電路工作。②測(cè)量N2-2的電平為高電平,測(cè)量VD3負(fù)端電平為高電平,則說(shuō)明風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保護(hù)動(dòng)作引起。③若風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常,測(cè)量單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D3A-13腳為低電平0V,表明D3A工作不正常,可能是由于2腳信號(hào)不正?;駾3A本身存在故障。接著測(cè)量風(fēng)機(jī)感應(yīng)紙對(duì)準(zhǔn)探頭和不對(duì)準(zhǔn)探頭時(shí),N2A-6腳和N2A-7腳的電壓,如果對(duì)準(zhǔn)時(shí)這兩個(gè)腳電壓分別是3.9V和3.8V,不對(duì)準(zhǔn)時(shí)這兩個(gè)腳電壓分別是5V和3.8V。說(shuō)明N2A-7腳電壓低于N2A-6腳電壓,N2A-1腳為恒定低電壓,無(wú)上升沿脈沖,N3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能被觸發(fā)??赏ㄟ^(guò)調(diào)整可變電阻器RP1的阻值使N2A-7腳電壓在4.2V,這樣風(fēng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就能夠在N2A-1腳出現(xiàn)不斷的正脈沖信號(hào),觸發(fā)N3A使其處于暫態(tài)。④進(jìn)一步分析可知,即使N3A的B端不斷有上升沿存在,但如果觸發(fā)周期比D3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫態(tài)時(shí)間長(zhǎng),仍會(huì)輸出轉(zhuǎn)速保護(hù)動(dòng)作信號(hào),故要延長(zhǎng)D3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫態(tài)時(shí)間才行,可以通過(guò)增加RP2的阻值實(shí)現(xiàn),順時(shí)針調(diào)整3圈,再開(kāi)機(jī)運(yùn)行,風(fēng)機(jī)的故障便解除了。
四、結(jié)語(yǔ)
發(fā)射機(jī)風(fēng)機(jī)檢測(cè)電路出現(xiàn)的故障是千變?nèi)f化的,處理方法也不能千篇一律。故障原因不同,解決的方式也不同,所以在處理類(lèi)似的故障時(shí),要結(jié)合實(shí)際故障現(xiàn)象,準(zhǔn)確地找到問(wèn)題的根源,對(duì)癥下藥。在熟悉電路原理的基礎(chǔ)上,做出相應(yīng)處理,確保維修工作及時(shí)、準(zhǔn)確、無(wú)誤。
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作者:于洪峰 單位:鞍山市新聞傳媒中心