全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機開關(guān)電源的工作原理及典型故障分析

齊 達(dá)，潘興陸

海峽之聲廣播電臺，福建福州 350012

開關(guān)電源的交流輸入電壓范圍大，輸出穩(wěn)定，效率高，常被應(yīng)用于微電子產(chǎn)品中。全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機為使功放模塊獲得穩(wěn)定的直流電壓也廣泛使用。它的工作原理是將交流電壓先整流成直流電壓，再將直流變成高頻（10kHz～50kHz）脈沖電壓，然后再經(jīng)脈沖變壓變成多組脈沖信號，最后將脈沖信號整流濾波形成直流電壓?，F(xiàn)以我臺TF520全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機中使用的DUM-3000 W功放開關(guān)電源為例來分析開關(guān)電源的工作原理和典型故障。

1 DUM-3000W-UC3875開關(guān)電源工作原理

DUM-3000W-UC3875開關(guān)電源是使用UC3875移相控制芯片驅(qū)動開關(guān)管工作的，它輸入為三相交流380V，輸出四路約為48 V直流電壓。這種開關(guān)電源是由電磁干擾濾波器（EMI）、整流電路、開關(guān)控制電路、高頻變壓、低壓整流濾波、輔助供電電路以及控制電路7部分組成。

圖1 整流濾波緩啟動電路

圖2 輸出高頻交流電路

圖1為整流濾波緩啟動電路，當(dāng)雷電產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)竄入電源時，由壓敏電阻R101、R102、R103和保險F101、F102組成的電路進(jìn)行保護(hù)。若壓敏電阻兩端電壓超過標(biāo)稱電壓時，其電阻急劇減小，而電流急劇增大，導(dǎo)致熔斷器F101、F102迅速熔斷以保護(hù)后級電路器件。L101和C101～C106組成的濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進(jìn)行抑制，防止對電源干擾。同時，也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾。V110和V111為兩個KBPC3510整流模塊，經(jīng)整流后輸出的對地直流電壓約為265V。N101、D106及J101等元件構(gòu)成緩啟動電路，給移相控制電路一緩沖時間。

如圖2所示，兩個驅(qū)動變壓器T102和T101控制4個開關(guān)管，對角的一對開關(guān)元件同步工作，并有序的交替。例如，D102和D105同時“導(dǎo)通”，這兩個開關(guān)管“斷開”的同時， D103和D104 “導(dǎo)通”，這樣依次“導(dǎo)通”，從而輸出方波交流信號。

圖3 輔助供電電路圖

圖3為輔助電路圖，此部分的作用是為控制部分提供電源。交流電經(jīng)整流濾波后，因T401次級線圈感應(yīng)瞬間電動勢，產(chǎn)生一電壓，依次觸發(fā)N401和場效應(yīng)管V401(TOP223)導(dǎo)通，最后逐漸使輸出電壓穩(wěn)定在±12V和+5V。

2 DUM3000W電源故障分析

2.1 交流輸入指示燈不亮

交流輸入指示燈，如果“輸入”指示燈不亮，則證明無交流電輸入。針對這個故障首先檢查交流輸入電源是否正常，電源進(jìn)線的保險管是否完好。筆者結(jié)合實際維護(hù)中發(fā)現(xiàn)圖3電路中的V401（TOP223）與C405(（400V/10μF）經(jīng)常容易損壞，建議在維修時可先行檢查。

2.2 交流輸入指示燈亮但無直流輸出

針對無直流輸出這個故障，首先檢查入電源模塊的三相電接線端子是否連接可靠；檢查電源進(jìn)線保險管是否完好。測試整流橋V110和V111輸出直流的電壓值，一般一端對地約為265V，其次在斷電情況下測量整流橋和4支開關(guān)管，測量整流橋的方法和測量普通二極管一致；測量4支開關(guān)管時，用萬用表測二極管檔測4支開關(guān)管G極與C極之間有0.6V壓降，歐姆檔測量G極與E極之間約有10電阻，反之則管子擊穿。除此之外，電網(wǎng)電壓是否正常，是否有缺相，直流輸出端是否有短路等這些也都是必須檢查的。下面結(jié)合一例常見故障展開說明：

故障現(xiàn)象：開機后，功放模塊空開跳，打開機器檢查發(fā)現(xiàn)交流保險管破裂

檢查元件：整流管V110和V111、電解電容C107～110、開關(guān)管D102～105、穩(wěn)壓二極管D101～108以及后端4支整流管。

測量要素：

1）在路測量開關(guān)管時，將數(shù)字萬用表黑表筆放中間，紅表筆放兩邊，左側(cè)的電壓約為0.340V，要稍微高于右邊的電壓。

2）測量后端4支低壓整流管MUR3040PT時，黑表筆放中間，紅表筆分別放兩邊，一般剛開始讀數(shù)會從負(fù)值然后逐漸上升到（因為電路電容作用）0.290V左右。

3）如果輔助供電部分正常，則可先使輔助供電部分工作，但不加高壓，測量芯片UC3875各管腳的值，該芯片為美國Unitrode公司針對移相控制方案推出的專用芯片.

4）確保上述值均正確的前提下，加高壓測量T104初級線包間電壓約為交流243V；次級線包為交流35V；開關(guān)管D102的C極和D103的E極間的直流電壓為535V。

3 無直流輸出，且告警信號燈亮

當(dāng)電源因內(nèi)部器件損壞造成輸出電壓過高，或當(dāng)周圍散熱環(huán)境惡劣造成機內(nèi)溫度過高時均會報警并關(guān)閉輸出。

開關(guān)電源前面板有一個電壓調(diào)節(jié)電位器，可在輸出電壓的-10～+5%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。當(dāng)輸出電壓不正常時可調(diào)整電位器，使之電壓符合使用要求；若調(diào)節(jié)無效可作以下檢查：直流輸出負(fù)載是否過重造成電源限流保護(hù)；交流輸入電壓是否偏離正常值20%以上造成輸出電壓異常。

[1]張占松，等譯.Keith Billings.開關(guān)電源手冊.2版.人民郵電出版社.

[2]韓廣興，等.開關(guān)電源電路識圖.電子工業(yè)出版社.