大功率發(fā)射機(jī)中自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓特性和典型故障處理

□蔣周翔

大功率發(fā)射機(jī)中自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓特性和典型故障處理

□蔣周翔

本文介紹了一種適用于大功率發(fā)射機(jī)的自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器，并對(duì)其典型故障進(jìn)行了分析和處理。

大功率發(fā)射機(jī)；穩(wěn)壓；繼電器

一、引言

廣西廣播電視一〇一臺(tái)954機(jī)房采購(gòu)的418F型100KW發(fā)射機(jī)因出廠時(shí)缺少燈絲穩(wěn)壓器，導(dǎo)致開(kāi)機(jī)時(shí)燈絲電壓由冷態(tài)時(shí)的零伏直接跳變?yōu)?20V，關(guān)機(jī)時(shí)又直接從220V跳變至零伏。長(zhǎng)期如此，發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁力，無(wú)疑會(huì)對(duì)電子管陰極造成極大的損傷。為保護(hù)價(jià)值不菲的電子管，延長(zhǎng)其使用壽命，安裝合適的自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器顯得尤為重要。通過(guò)性能分析，我臺(tái)決定采用北京廣播器材廠生產(chǎn)的自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器。該自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器是大功率電子管的專用燈絲電源，能夠保證燈絲電壓逐步升高或降低，避免發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)瞬間產(chǎn)生巨大的電磁力損傷電子管陰極；同時(shí)在發(fā)射機(jī)工作中，自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器可以將燈絲電壓穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)。自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器的控制方式有自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式。

二、自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器穩(wěn)壓原理

如圖1所示，N1是高精度低漂移運(yùn)算放大器，其輸入負(fù)端為+12V電壓經(jīng)電阻分壓后得到的基準(zhǔn)電壓，輸入正端為調(diào)壓電壓取樣值；N2和N3是窗口比較器，窗口寬度為2V。K7是控制升壓接觸器K2的繼電器，K8是控制降壓接觸器K3的繼電器。當(dāng)N2的輸入負(fù)端電壓，即N3的輸入正端電壓，大于-1V小于1V時(shí)，N2和N3的輸出端均為低電平，經(jīng)過(guò)與門和非門后都是高電平，K7、K8皆不動(dòng)作。當(dāng)N2的輸入負(fù)端電壓小于－1V時(shí)，則N2輸出高電平，與門D1被打開(kāi)，經(jīng)非門D3后變成低電平使K7吸合，從而使K2吸合，調(diào)壓馬達(dá)朝升壓方向旋轉(zhuǎn)，燈絲電壓逐步上升，經(jīng)取樣后N1輸出電壓也隨之升高，直到N2輸入負(fù)端電壓大于－1V時(shí)停止；當(dāng)N3輸入正端電壓大于1V，N3輸出高電平，與門D2被打開(kāi)，經(jīng)非門D4后變成低電平后使K8吸合，進(jìn)而使K3吸合，調(diào)壓馬達(dá)朝降壓方向旋轉(zhuǎn)，燈絲電壓逐步下降，取樣電壓值隨之下降，直到N3輸入正端電壓小于1V時(shí)停止。通過(guò)這樣的自動(dòng)調(diào)壓過(guò)程，達(dá)到了將燈絲電壓穩(wěn)定在設(shè)定范圍(一般為220V±5%）內(nèi)的目的。

圖1 自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓電路

三、自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器典型故障處理

發(fā)射機(jī)在日常工作中，自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器時(shí)不時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障影響安全播出，下面舉出兩例典型故障給以分析說(shuō)明。

（一）故障一

在“自動(dòng)”控制方式下，發(fā)射機(jī)燈絲電壓加到正常值后，調(diào)壓馬達(dá)頻繁交替出現(xiàn)朝升壓或降壓方向動(dòng)作的現(xiàn)象，此時(shí)調(diào)壓馬達(dá)極容易過(guò)熱燒毀。

初步分析與處理：調(diào)壓馬達(dá)頻繁交替動(dòng)作，就是圖1中的N1輸出電壓一會(huì)兒大于1V，一會(huì)兒小于-1V。造成原因可能有兩個(gè)：一是基準(zhǔn)電壓值或者調(diào)壓輸出取樣值調(diào)整不適當(dāng)，使得兩者的比較范圍太窄；二是N1的增益太大，使得調(diào)壓器輸出電壓的小范圍變化經(jīng)取樣后與基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較后的差值被高倍數(shù)地放大。記錄下R27和R9的初始阻值后，分別對(duì)R27和R9的阻值進(jìn)行調(diào)整，但調(diào)整后故障現(xiàn)象依舊，看來(lái)問(wèn)題并不在此，恢復(fù)R27和R9的初始阻值。

圖2 調(diào)壓馬達(dá)制動(dòng)電路

再次分析與處理：調(diào)壓馬達(dá)動(dòng)作時(shí)都有朝運(yùn)動(dòng)方向滑行的慣性，為減輕該慣性的影響，使馬達(dá)到達(dá)指定位置時(shí)停止動(dòng)作，電路中一般都設(shè)計(jì)有馬達(dá)制動(dòng)電路。如圖2所示，K2是升壓控制接觸器，K3是降壓控制接觸器，K1是輔助控制繼電器，K8是馬達(dá)制動(dòng)控制繼電器。從圖中可以看出，K2與K3相互鎖定，K2吸合則K3釋放，K3吸合則K2必然釋放；K1由K2（或K3）控制，當(dāng)K2（或K3）吸合時(shí)，K1也吸合，當(dāng)K2（或K3）斷開(kāi)時(shí)，K1也斷開(kāi)；K1吸合時(shí)K8也吸合，但K1斷開(kāi)時(shí)K8因其兩端電容放電緩慢的緣故得以保持短暫吸合，變壓器T3輸出電壓經(jīng)整流濾波后得到約70V的直流電壓，該直流電壓通過(guò)K1的常閉接點(diǎn)加到調(diào)壓馬達(dá)的初級(jí)，從而使正在進(jìn)行升（或降）操作的調(diào)壓馬達(dá)快速停止旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在的故障會(huì)不會(huì)是馬達(dá)制動(dòng)電路部分出現(xiàn)問(wèn)題引起的呢？經(jīng)過(guò)仔細(xì)地檢查和測(cè)量，我們可以發(fā)現(xiàn)表面并無(wú)異常的R5實(shí)際上內(nèi)部已經(jīng)斷開(kāi)，使得70V直流電壓無(wú)法在K2（或K3）斷開(kāi)的瞬間送出到調(diào)壓馬達(dá)的初級(jí)，用相應(yīng)型號(hào)的電阻將R5更換，之后自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器恢復(fù)正常。

（二）故障二

發(fā)射機(jī)播音過(guò)程中突然掉高壓，“屏壓延時(shí)”燈變黃。降低功率后，按下“屏壓延時(shí)”復(fù)位按鈕，機(jī)器可以重新加上高壓，但升功率到50KW～60KW時(shí)機(jī)器馬上掉高壓。將電控箱里面的兩個(gè)應(yīng)急開(kāi)關(guān)合上，機(jī)器可以加起高壓，功率可升至正常值100KW。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器不知何時(shí)被打到“手動(dòng)”控制位置（正常都是放在“自動(dòng)”控制位置），調(diào)壓器顯示輸出電壓值約205V。手動(dòng)將輸出電壓值升至220V，同時(shí)將控制方式切換到“自動(dòng)”位置，機(jī)器恢復(fù)正常。

圖3 燈絲電壓超出設(shè)定值的保護(hù)電路

故障分析與處理：如圖3所示，1K12是屏壓延時(shí)繼電器，其吸合時(shí)屏壓延時(shí)綠燈亮；斷開(kāi)時(shí)屏壓延時(shí)黃燈亮，同時(shí)將機(jī)器高壓切斷。A1N4是一個(gè)窗口比較器，基準(zhǔn)電壓事先已設(shè)定好。如調(diào)壓器輸出電壓波動(dòng)超出220V±5%的范圍，A1N4必有一個(gè)輸出端為低電平，經(jīng)反相器A1D4后變?yōu)楦唠娖?，A1K6失電后A2K7隨之?dāng)嚅_(kāi)，從而使1K12斷電釋放，于是發(fā)射機(jī)的高壓被拉掉，屏壓延時(shí)燈顯示為黃燈。本次故障正是由于自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器在“手動(dòng)”控制方式下無(wú)法自動(dòng)控制導(dǎo)致調(diào)壓器輸出電壓不足所造成的。

四、總結(jié)

本文重點(diǎn)介紹了418F型100KW大功率發(fā)射機(jī)自動(dòng)燈絲穩(wěn)壓器的工作原理，及其典型故障的分析和處理，為日后對(duì)發(fā)射機(jī)的維修和保養(yǎng)以及設(shè)備的選型提供了參考思路。

（作者單位：廣西廣播電視技術(shù)中心）