中波發(fā)射機風機檢測電路原理及故障

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摘要：本文分析了TSD—10中波發(fā)射機風機檢測電路的工作原理和維修實例。結合多年維護工作經(jīng)驗，介紹主要元器件熱敏開關、LM339和74HC123的使用方法，并針對各地普遍使用的DAM全固態(tài)中波發(fā)射機風機檢測電路的常見故障予以分析判斷，提出了適合實際的相應處理方法，為相關領域可能出現(xiàn)的類似技術問題提供參考。

關鍵詞：風機監(jiān)測；轉速采樣；溫度采樣

一、引言

TSD-10DAM型10Kw中波數(shù)字調幅廣播發(fā)射機是上海市廣播科學研究所研制開發(fā)的全新型中波廣播發(fā)射機。該機采用先進的數(shù)字技術，大量運用集成半導體器件，使設備指標、效率、安全性等得到極大提高，在廣播發(fā)射領域得到普及應用，受到用戶好評稱贊。由于該機性能穩(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)過故障?？偨Y我臺多年來的使用維護經(jīng)驗，將發(fā)射機的風機監(jiān)測電路、電源電路、功率放大板、輸出網(wǎng)絡等列為重點維護對象，限于篇幅，本文僅對風機監(jiān)測電路原理和常見故障處理做出分析判斷，供各位同行參考。

二、風機、溫度監(jiān)測電路工作原理

隨著社會的發(fā)展，技術的進步，今天的DAM發(fā)射機效率從以前的35%提高到85%以上，其自身的能源消耗大幅降低。但對于10Kw大功率的發(fā)射機并不意味著其自身的能量消耗就可以自然散熱，仍然需要通過風機等外界措施排出多余熱量，實現(xiàn)設備安全穩(wěn)定運行，因此，風機的運行正常與否，直接關系到整機的穩(wěn)定安全播出。在發(fā)射機工作時，當某種原因引起風機轉速過低或者功放電路溫度過高時，通過檢測顯示板和控制板電路，點亮發(fā)射機面板上的“風機故障”報警指示燈，并產(chǎn)生關機控制命令，實現(xiàn)保護發(fā)射機功放模塊安全目的。其電路包括電源穩(wěn)壓器、轉速采樣電路、溫度采樣電路和輸出電平轉換及控制電路。

（一）電源穩(wěn)壓器從電源供給系統(tǒng)J6-10輸出的＋8V電源進入風機、溫度監(jiān)測電路（A4板）J1-1腳，通過穩(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，其本身具有過流、過熱及調整管的過壓保護電路，使用起來可靠、方便，能夠實現(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。通過風機上固定的小塊反光紙靠近傳感器時，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飽和導通，J1-7腳輸出低電平，進入電壓比較器N2A。N2A選用LM339，由4個獨立比較器構成，分別類似于增益不可調的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個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電壓時，在同相輸入端通過RP1、R3電源分壓后，加入同相輸入端7腳一個固定電壓做參考電壓，也稱為門限電平，另一端6腳加一個待比較的信號電壓。當同相輸入端電壓高于反相端時，輸出管截止，相當于輸出端開路。當反相輸入端電壓高于同相輸入端時，輸出管飽和，相當于輸出端接低電位。當兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉換到另一種狀態(tài)。LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時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，輸出端N2A-1為＋5V高電平，反之為0V低電平。RP1用于調整比較門限電壓，決定光敏感應靈敏度。風機正常旋轉時產(chǎn)生的固定脈沖信號將進入單穩(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可調電阻，保證脈寬有足夠的調節(jié)范圍充分滿足后級需要。正常工作時，作用于D3A-2的脈沖信號，使D3A-13輸出保持高電平。若風機出現(xiàn)轉速低于正常值時，輸出端13腳也會產(chǎn)生一段固定高電平，但經(jīng)維持電阻RP2和電容C5給定的一段時間就恢復觸發(fā)前的低電平狀態(tài)，D3A-13就會輸出低電平。通過這樣的電平變化信號，就可判斷風機轉速正常與否。經(jīng)過取樣比較的狀態(tài)信號，可以充分描述風機的轉速快慢、故障與否，這種信號經(jīng)N2C-9組成的過零比較器整形后，送入后級的輸出電平轉換及控制電路，控制整機工作狀態(tài)。

（三）溫度采樣電路溫度采樣電路是通過熱敏開關取樣后，經(jīng)比較器整形得到的。熱敏開關是利用雙金屬片各層的熱膨脹系數(shù)不同，當溫度變化時，主動層的形變要大于被動層的形變，從而雙金屬片的整體就會向被動層一側彎曲，則這種復合材料的曲率發(fā)生變化從而產(chǎn)生形變的這個特性來實現(xiàn)電流通斷的，為保證功放電路安全運行，溫度不超過極限值，本電路選用65℃溫控點做臨界通斷值。當功放電路正常運行時，設置在第一只大臺階功放散熱片上的熱敏開關采集到功放電路的溫度變化。溫度在65℃以下，熱敏開關閉合，在J1-3上的感應電壓進入電壓比較器N2B，在N2B-5的電平低于比較端N2-4，此時輸出端N2A-2為＋5V高電平；當功放電路異常運行時，功放電路發(fā)熱量增大，散熱片上的熱敏開關采集到功放電路的溫度大于65℃，熱敏開關斷開，此時輸出端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)過溫控開關取樣比較的狀態(tài)信號，可以充分描述功放電路的電流損壞狀態(tài)，體現(xiàn)末級功放電路工作是否異常，可以送入后級的輸出電平轉換及控制電路，控制整機工作狀態(tài)。（四）輸出電平轉換及控制電路在風機正常運轉且功放溫度正常時，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，控制V2開關電路截止，總輸出J1-9輸出＋8V高電平，設備正常工作；當轉速異?；驕囟犬惓r，總輸出J1-9輸出0V低電平，控制設備LED故障顯示，并關機保護。

三、風機、溫度監(jiān)測電路常見故障分析

通常發(fā)射機風機故障時，會出現(xiàn)開啟低壓電源正常，風機故障狀態(tài)指示燈紅燈亮，按開機鍵不能開機的現(xiàn)象。這種故障屬于1類故障，在排除故障前不能開機。產(chǎn)生這種故障的原因有很多，首先應該判斷是風機轉速故障、溫度報警故障還是風機溫度控制板（A4）或監(jiān)測顯示板（A32板）電路本身誤動引起的。如果測量風機保護電路（A4）輸出信號正常，則是監(jiān)測顯示板（A32）板線路誤動作，應在A32板上查找故障點。對于風機保護檢測電路的溫度保護和轉速保護，先要判斷是哪個保護引起的故障，再測量相關電路和邏輯電平是否正常，縮小故障范圍。對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）實例故障——風機光電傳感器故障故障現(xiàn)象：風機故障狀態(tài)指示燈紅燈亮，按開機鍵不能開機檢修方法：①首先測量風機、溫度監(jiān)控板J1-9電平值，若為低電平便可確認風機溫度監(jiān)控板中的保護電路工作。②測量N2-2的電平為高電平，測量VD3負端電平為高電平，則說明風機轉速保護動作引起。③若風機運行正常，測量單穩(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腳信號不正?；駾3A本身存在故障，可檢測B端信號波形是否正常。此時波形沒有有效的觸發(fā)脈沖，可以判斷光敏開關元件可能故障；仔細檢查光敏元件和感應紙是否脫落或感應元件位置發(fā)生是否偏差，不能對準；也檢查光敏耦合器是否被灰塵覆蓋而無法發(fā)出脈沖信號。④清潔感應紙上的灰塵，再調整整感應紙和探頭相對位置，使其對準時J1-7腳電壓為3.9V，調整RP1使得分壓基準電壓為4.2V；此時風機正常運轉時，J-7腳感應波形正常，有明顯的高低電平變化。在N2A-6腳有不斷出現(xiàn)正脈沖來觸發(fā)，通過N2A-1腳輸出送人D3A-2B端，使D3A-13腳保持恒定高電平。⑤重新開機，發(fā)射機運行正常，故障排除。

（二）實例故障二——風機控制靈敏度門限電阻故障故障現(xiàn)象：風機故障狀態(tài)指示燈紅燈亮，按開機鍵不能開機檢修方法：①首先測量風機、溫度監(jiān)控板J1-9電平值，若為低電平便可確認風機溫度監(jiān)控板中的保護電路工作。②測量N2-2的電平為高電平，測量VD3負端電平為高電平，則說明風機轉速保護動作引起。③若風機運行正常，測量單穩(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腳信號不正?；駾3A本身存在故障。接著測量風機感應紙對準探頭和不對準探頭時，N2A-6腳和N2A-7腳的電壓，如果對準時這兩個腳電壓分別是3.9V和3.8V，不對準時這兩個腳電壓分別是5V和3.8V。說明N2A-7腳電壓低于N2A-6腳電壓，N2A-1腳為恒定低電壓，無上升沿脈沖，N3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能被觸發(fā)。可通過調整可變電阻器RP1的阻值使N2A-7腳電壓在4.2V，這樣風機正常轉動時，就能夠在N2A-1腳出現(xiàn)不斷的正脈沖信號，觸發(fā)N3A使其處于暫態(tài)。④進一步分析可知，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)時間長，仍會輸出轉速保護動作信號，故要延長D3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫態(tài)時間才行，可以通過增加RP2的阻值實現(xiàn)，順時針調整3圈，再開機運行，風機的故障便解除了。

四、結語

發(fā)射機風機檢測電路出現(xiàn)的故障是千變萬化的，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，要結合實際故障現(xiàn)象，準確地找到問題的根源，對癥下藥。在熟悉電路原理的基礎上，做出相應處理，確保維修工作及時、準確、無誤。

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作者：于洪峰 單位：鞍山市新聞傳媒中心