中波發(fā)射機(jī)風(fēng)機(jī)檢測(cè)電路原理及故障

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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，受到用戶好評(píng)稱贊。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，也稱為門限電平，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)不正常或D3A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