影響短波發(fā)射機(jī)功率的主要原因及對(duì)策探析

葉穎朕

（國(guó)家廣播電視總局七六一臺(tái)，福建 三明 366000）

0 引 言

短波發(fā)射機(jī)不僅信號(hào)傳輸效率高、傳輸質(zhì)量好，而且具有較小的體積和重量，同時(shí)操作程序十分簡(jiǎn)便，因此在廣播通信領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。在實(shí)際應(yīng)用過程中，該設(shè)備主要利用PSM技術(shù)科學(xué)有效地調(diào)節(jié)電壓。但是，功率模塊中的濾波電解電容會(huì)不斷減小，導(dǎo)致輸出電壓逐步下降，嚴(yán)重影響了短波發(fā)射機(jī)的功率，從而使其原有的信號(hào)傳輸功能降低。如何最大化提高短波發(fā)射機(jī)的功能作用，使其得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用，是一項(xiàng)重要的研究課題。

1 短波式發(fā)射機(jī)概述

短波式發(fā)射機(jī)是一種體積較小、重量較輕以及易于操作的信息傳遞設(shè)備，目前在廣播通信領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用效果。大多廣播信號(hào)類通信業(yè)務(wù)會(huì)將該設(shè)備作為主要的通信方式。隨著近年來我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的提升，短波式發(fā)射機(jī)的應(yīng)用技術(shù)逐步走向規(guī)范化和成熟化。尤其是在環(huán)境適應(yīng)方面，即便在一些較為復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中，也能夠獲得理想的信號(hào)傳輸效果，為相關(guān)工作的有效開展打下良好的基礎(chǔ)。但是，該發(fā)射設(shè)備在運(yùn)行過程中也存有一定的缺陷和不足。一些廣播電臺(tái)采用的短波式發(fā)射機(jī)經(jīng)常在運(yùn)行階段出現(xiàn)信息無法正常交流的情況。究其原因，主要在于短波發(fā)射設(shè)備是利用PSM技術(shù)來對(duì)自身的實(shí)際電壓進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，雖然能夠保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，但是會(huì)導(dǎo)致功率中的濾波電解電容出現(xiàn)逐步下降，間接降低整體輸出電壓，使短波式發(fā)射機(jī)的實(shí)際功率無法滿足自身的正常運(yùn)行需求。

要想改善這種現(xiàn)狀，要根據(jù)發(fā)射機(jī)的實(shí)際運(yùn)行原理，深入挖掘影響其實(shí)際功率的因素，并提出相應(yīng)的控制措施，以保證發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行，使其更好地進(jìn)行信息傳遞。而短波式發(fā)射機(jī)的運(yùn)行原理主要是依賴開關(guān)性電源、接口電路以及激勵(lì)器等相關(guān)組成部件來完成相應(yīng)的信號(hào)傳輸任務(wù)。其中，激勵(lì)器的作用最明顯，可以產(chǎn)生一些頻率調(diào)制性信號(hào)，并將這些信號(hào)直接發(fā)射至功放單位進(jìn)行科學(xué)處理，從而達(dá)到最終傳輸?shù)哪康?。開關(guān)性電源主要是為短波式發(fā)射機(jī)提供充足的源動(dòng)力，并全面保護(hù)設(shè)備。一旦短波式發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)高溫或高壓情況，則開關(guān)性電源就會(huì)第一時(shí)間接收到預(yù)警信息，并按照相應(yīng)的指令自動(dòng)停止發(fā)射機(jī)設(shè)備，進(jìn)而避免發(fā)射機(jī)受到較大的損傷。相關(guān)實(shí)踐證明，短波式發(fā)射機(jī)高模的直流屏壓偏低，會(huì)影響到其自身的功率模塊，使其整體輸出電壓逐步下降，進(jìn)而導(dǎo)致短波發(fā)射機(jī)無法正常傳遞信號(hào)。因此，為了減少客觀因素對(duì)短波式發(fā)射機(jī)功率造成的不良影響，需深入分析和研究影響其功率變化的客觀因素，并采取有效解決措施進(jìn)行高效處理，以確保發(fā)射機(jī)的功率能夠滿足自身實(shí)際運(yùn)行需求，從而更加快速優(yōu)質(zhì)地進(jìn)行信息傳遞[1]。

2 影響短波發(fā)射機(jī)功率的客觀因素分析

2.1 電路因素

從短波式發(fā)射機(jī)整體運(yùn)行現(xiàn)狀來看，功率模塊主要由兩條光纜組成。其中，一條光纜可以對(duì)功率模塊發(fā)出一定的信號(hào)命令，另一條光纜則負(fù)責(zé)相關(guān)信息的傳輸。在實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)循環(huán)性調(diào)制器發(fā)出相應(yīng)的指令后，第一條光纜會(huì)按照該指令在開關(guān)狀態(tài)下對(duì)短波發(fā)射機(jī)電路及功率模塊進(jìn)行全面檢測(cè)。這一過程中，相關(guān)檢測(cè)人員應(yīng)及時(shí)將發(fā)射機(jī)的額定電壓與電路電壓的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比分析，若發(fā)現(xiàn)外電電壓過高或者過低，則證明這一因素會(huì)對(duì)設(shè)備功率模塊的輸出電壓造成影響，出現(xiàn)電壓提高或下降的問題。另外，一旦發(fā)射機(jī)外電電壓的相應(yīng)比重發(fā)生變化，相關(guān)基準(zhǔn)電壓的浮動(dòng)情況也會(huì)隨之改變，這會(huì)導(dǎo)致電路脈沖頻率出現(xiàn)一定幅度的變化，影響脈沖電壓平均值。由此可見，當(dāng)電路脈沖的頻率隨輸出電壓變化而變化時(shí)，因?yàn)檫@種變化過程呈正關(guān)系，所以勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致脈沖電壓的平均值產(chǎn)生相應(yīng)變化，而開關(guān)電源下短波發(fā)射機(jī)會(huì)產(chǎn)生一定的載波控制和直流信號(hào)，其中直流信號(hào)會(huì)伴隨外電壓變化而不斷變化。此外，少合PSM和多合PSM功率模塊還會(huì)致使外部電壓驟燃升高或下降[2]。

2.2 柵極電阻因素

短波發(fā)射機(jī)PSM功率模塊主要是由低壓整流器和以IGBT為基礎(chǔ)的電子開關(guān)組成。其中，IGBT開關(guān)是由兩個(gè)晶體管按照串聯(lián)的形式連接而成，并通過相應(yīng)的科學(xué)設(shè)計(jì)擁有兩個(gè)端口，即輸入端口和輸出端口。這兩個(gè)端口的功能作用不盡相同，前者可作為保護(hù)管來使用，后者可作為開關(guān)管使用。一般情況下，當(dāng)短波發(fā)射機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，完全可以通過開關(guān)控制晶體管的啟閉，從而促使IGBT獲得良好的疏通處理。晶體管處于閉合狀態(tài)時(shí)，IGBT才能發(fā)揮出最大的保護(hù)功效。然而，大多短波發(fā)射機(jī)在工作過程中的柵極電阻功能通常會(huì)被忽略。一旦PSM功率模塊功能正常，IGBT會(huì)給發(fā)射機(jī)的輸出電壓造成一定的干擾，且會(huì)導(dǎo)致柵極電容在充電過程中形成諸多不良影響因素。另外，在開關(guān)動(dòng)作發(fā)生變化時(shí)，IGBT開關(guān)管的輸入電容量也會(huì)受到一定的影響。因此，應(yīng)在發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)IGBT開關(guān)管進(jìn)行反復(fù)的充電和放電，但在此過程中還會(huì)對(duì)柵極電流數(shù)值造成不良影響，使其出現(xiàn)突然升高或降低的現(xiàn)象，也會(huì)擾亂柵極電阻的充放電時(shí)間?？梢姡瑬艠O電阻是影響短波發(fā)射機(jī)功率的主要因素之一，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)致使發(fā)射機(jī)出現(xiàn)較大的運(yùn)行故障[3]。

2.3 發(fā)射機(jī)功率模塊自身因素

除了上述兩種影響原因，短波發(fā)射機(jī)功率模塊本身故障也會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)功率不足的現(xiàn)象。例如，當(dāng)模塊中的印制板、供電接線柱、整流二極管以及IGBT等部件出現(xiàn)故障問題時(shí)，會(huì)使整個(gè)模塊的功能無法正常發(fā)揮。因?yàn)檫@些部件是以串聯(lián)的形式進(jìn)行的，所以無論哪個(gè)部件出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，都會(huì)影響整個(gè)功率模塊的正常使用。

3 控制短波發(fā)射機(jī)功率影響因素產(chǎn)生的相關(guān)措施分析

現(xiàn)階段，從短波發(fā)射機(jī)的整體運(yùn)行現(xiàn)狀來看，它在進(jìn)行信息傳遞工作時(shí)，大多使用PSM技術(shù)科學(xué)調(diào)控自身的電壓。但是，如果短波發(fā)射機(jī)經(jīng)常處于高負(fù)荷工作狀態(tài)，則PSM模塊的濾波電解電容會(huì)發(fā)生變化，不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)的運(yùn)行功率逐步下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使其無法進(jìn)行相應(yīng)的通信工作。由此可見，當(dāng)務(wù)之急是要針對(duì)影響短波發(fā)射機(jī)功率的相關(guān)因素采取有效的解決措施，才能更好地確保信號(hào)傳輸質(zhì)量，提高短波發(fā)射機(jī)的應(yīng)用功能。

3.1 電路因素控制措施

為了徹底解決電路因素對(duì)短波發(fā)射機(jī)功率造成的不良影響，相關(guān)工作人員需要在電源電路表面增設(shè)限流型電阻、延時(shí)型繼電器裝置以及交流型接觸器裝置等。在實(shí)際運(yùn)行過程中，必須要控制好上述裝置的布置數(shù)量，依次按照4、1、1的布置數(shù)量進(jìn)行安裝。此外，要將主節(jié)點(diǎn)的一檔合高壓優(yōu)化升級(jí)為二檔合高壓。只有通過相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，上述3個(gè)限流的有關(guān)電阻才能處于短路狀態(tài)，從而在確保這些裝置正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，最大化保護(hù)短波發(fā)射機(jī)，并避免短路因素對(duì)其功率造成不良干擾和影響[4]。

3.2 柵極電阻因素的控制措施

首先，短波發(fā)射機(jī)在長(zhǎng)久運(yùn)行后，其快速二級(jí)管會(huì)產(chǎn)生一定的運(yùn)行故障，給發(fā)射機(jī)造成不良影響。為了避免這種情況的發(fā)生，要全面優(yōu)化和改進(jìn)快速二極管。在具體實(shí)施過程中，應(yīng)對(duì)功放性模塊和電容進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，盡量按照中和的方式，采用大功率陶瓷性四級(jí)管對(duì)電容進(jìn)行中和，即利用相同可調(diào)中和電容替代傳統(tǒng)中和電容，以便中和調(diào)整工作順利開展，從而為發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行提供充足的運(yùn)行功率。其次，短波發(fā)射機(jī)的開關(guān)動(dòng)作在發(fā)生變化時(shí)，IGBT輸出端口電容量也會(huì)隨之發(fā)生改變。再次，發(fā)射機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，柵極電容放電與充電過程都具有一定的連續(xù)性，因此柵極電流會(huì)受其影響呈現(xiàn)突然上升或降低的狀態(tài)，并擾亂柵極電流的充放電時(shí)間。因此，這對(duì)膜電阻選定提出了較高要求，不僅要控制膜電阻形成諧振，還要降低其溫度的吸收功能。所以，應(yīng)盡量利用膜電阻替代柵極電阻，并采用并聯(lián)方式將電阻進(jìn)行連接。這樣即便發(fā)射機(jī)柵極電阻出現(xiàn)故障問題，也不會(huì)對(duì)短波式發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行和實(shí)際功率造成影響。最后，要適當(dāng)提升輸出電壓空間的實(shí)際占比，以便有效提高短波式發(fā)射機(jī)功率模塊的輸出電壓，保證發(fā)射機(jī)設(shè)備的功率充足，以滿足其長(zhǎng)期運(yùn)行需求[5]。

3.3 功率模塊自身因素的控制措施

要想減少發(fā)射機(jī)功率模塊自身因素的影響，使其整體運(yùn)行功率能夠滿足發(fā)射機(jī)的持久穩(wěn)定運(yùn)行需求，需要對(duì)功率模塊中的印制板、供電接線柱、整流二極管以及IGBT等部件進(jìn)行全面改進(jìn)。尤其是要改進(jìn)快速二極管，因?yàn)樵摬考诎l(fā)射機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中經(jīng)常因短路現(xiàn)象而出現(xiàn)擊穿故障。在實(shí)際運(yùn)行過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)計(jì)算保護(hù)值進(jìn)行精確計(jì)算，確保在大電流出現(xiàn)時(shí)發(fā)射機(jī)能夠自動(dòng)斷開電源開關(guān)，從而避免大電流對(duì)快速二級(jí)管造成不良影響。另外，要擴(kuò)充快速二極管的使用容量，采用并聯(lián)方式連接相關(guān)部件，確保二極管與其他部件之間的獨(dú)立性，從而避免對(duì)短波發(fā)射機(jī)的整體運(yùn)行及工作效率造成影響。

4 結(jié) 論

短波式發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過程中經(jīng)常因?yàn)殡娐?、柵極電阻以及自身功率模塊等因素而無法正常進(jìn)行信息傳遞，給相關(guān)工作帶來了很大困擾。因此，想要避免這些情況的發(fā)生，就要及時(shí)對(duì)這些影響因素采取科學(xué)的處理和解決措施，不僅需要對(duì)快速二極管和自身功率模塊進(jìn)行全面優(yōu)化和改進(jìn)，利用膜電阻替代柵極電阻，還要在電源電路表面增設(shè)限流型電阻、延時(shí)型繼電器裝置以及交流型接觸器裝置，以確保短波發(fā)射機(jī)的功率充足，滿足其正常運(yùn)行需求，從而進(jìn)一步促進(jìn)該設(shè)備的大范圍推廣和應(yīng)用。