調(diào)制/高頻功率放大器的原理及典型故障檢查處理方法

鐘麗華 陸萍 黃慧

（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

上海明珠TS-03C全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)中的末級，是采用4個調(diào)制/功放盒合成得到3KW功率。調(diào)制方式采用脈沖寬度調(diào)制。工作電壓是-140V,功放電流是22A。由于功放工作于高電壓、大電流的環(huán)境，功放、調(diào)制管很容易過載損壞。所以其故障率比較高。本人就工作中處理的功放調(diào)制電路的故障的一些體會和同行交流。

首先介紹一下調(diào)制/功放電路的工作原理。調(diào)制/功放電路由高頻功率放大器、調(diào)制器、調(diào)制脈沖解調(diào)器及保護(hù)電路組成,實際電路原理圖見附圖1。

圖1

高頻功率放大器（簡稱功放），采用橋式丁類放大電路。場效應(yīng)管工作于開關(guān)狀態(tài)，且每臂由兩只場效應(yīng)管并聯(lián)工作，以提高工作電流。其工作等效電路如附圖2所示：S1—S4四只開關(guān)，受高頻推動電壓控制通斷。在實際電路中，高頻推動電壓從25腳輸入。經(jīng)過T1高頻變壓器分成兩路送給高頻輸入變壓器T2及T3的初級，而T2和T3各自的四個次級去推動四只場效應(yīng)管。當(dāng)高頻載波在正半周時，S1和S3閉合，S2和S4開路，-DC從S1進(jìn)流經(jīng)T4高頻輸出變壓器過S3下地。而在載波在負(fù)半周時，S1和S3開路，S2和S4閉合?！?DC”從S4流進(jìn)經(jīng)T4過S2下地。T4輸出信號與其他功放模塊在經(jīng)過合成變壓器功率合成得到3KW功率。需要注意，輸入變壓器有方向性，其抽頭不論初級次級，兩端絕對不能互換。如果不小心造成互換，使場效應(yīng)管的推動電壓相位相反，同一側(cè)的兩個管在工作時會因同時導(dǎo)通且負(fù)載為0必定會立即燒壞管子而造成事故。實際電路中，橋式各臂均用二只IRF250管并聯(lián)作為一只開關(guān)管。在小盒中，每只場效應(yīng)管的輸入柵極串接有一個4.7歐防振電阻，GS極之間還接有一對背靠背20伏的穩(wěn)壓管。這都是主要用于保護(hù)管子而設(shè)計的。而電容C47---C56為隔直電容，主要用于防止場效應(yīng)管連鎖燒毀而設(shè)計的。在正常時不起作用。

圖2

調(diào)制器：本單元有三級放大。一級為V4為主組成的共基放大器，來自調(diào)制推動器的寬度調(diào)制脈沖信號從小盒的第14腳進(jìn)入本單元，經(jīng)過分壓隔離電阻R21，R22（用于防止在功放故障保護(hù)時，調(diào)制推動輸出被直接下地）進(jìn)入V4管發(fā)射極，V4接成共基放大形式，起移位作用。二級為以V5、V6組成的復(fù)合單端推挽射極跟隨器（其電源-13V由-140V提供）。從V4輸出的信號直接偶合進(jìn)入由V5，V6組成的射隨器，從發(fā)射極輸出，經(jīng)R30（V7場效應(yīng)管柵極限流電阻）送至第三級V7作末級功率放大，V7采用IRF260，工作于開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)調(diào)制脈沖信號從14腳送來，在高電位時（約18V），V7導(dǎo)通，輸出低電位（相對-140V來說，并接近-140V），反之，當(dāng)14腳送來低電平時（約0V），V7截止，輸出高電位（相對-140V來說，并接近0V）。VD12為續(xù)流二極管，在V7導(dǎo)通時，通過L1的電流是從D流向S，在V7截止時通過L1的電流經(jīng)VD12下地，瀉放電感的反沖能量。

保護(hù)電路：本單元保護(hù)電路主要有功放不平衡保護(hù)，過熱保護(hù)及外來激勵保護(hù)。A.高頻功率放大器不平衡保護(hù)：T1是三線圈變壓器，從前級（6A1）來的推動電壓送到第25腳上，電源分別通過T1的兩個初級后流向T2和T3兩個輸入變壓器，由于兩個初級線圈繞向相反，而且通過的電流又相同，故正常時，T1次級沒有感應(yīng)電壓。而當(dāng)8只功放場效應(yīng)管中有一只或以上損壞時，通過T1兩個初級線圈的電流就不平衡，次級將有感應(yīng)電壓，經(jīng)過VD6整流得出一個正向電壓可使可控硅V3導(dǎo)通并保持，使調(diào)制推動信號在R21之后經(jīng)VD3和V3下地。此時V4，V5，V6，V7均截止，無“-DC”輸出，同時VD7指示燈滅。B.過熱保護(hù)：R8為熱敏電阻，當(dāng)功放管散熱器溫度升高到85度時，R8阻值降低到使V2導(dǎo)通，而V2導(dǎo)通將在R15，R16上產(chǎn)生壓降，繼而使V3導(dǎo)通，將調(diào)制推動信號短路到地。C.外來封鎖保護(hù)：當(dāng)由邏控根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況要求小盒封鎖時，從第12腳送來高電平封鎖信號（15V），負(fù)比較器N1A（同相端基準(zhǔn)電壓由R2，R3分壓而來，約為9V）輸出低電平（0V），正比較器N1B也輸出低電平，故VD2導(dǎo)通，所以調(diào)制推動信號將因VD2的鉗位而下地，完成封鎖目的。而當(dāng)封鎖信號失去后，比較器輸出高電平，VD2截止，小盒恢復(fù)正常工作。

調(diào)制/功率放大器故障檢查方法：

功放/調(diào)制部分常見的故障是功放管和調(diào)制管因為過載而擊穿、電源保險管燒斷等。從面板上的指示燈及功率表指示就能夠判斷是4塊功放板中的那一塊有故障，正常的功放盒面板指示燈見圖。表1列出功放盒的兩個典型故障及檢查部位。

在線檢查功放管擊穿燒保險故障，判斷那個功放管擊穿損壞方法：

當(dāng)功放保險燒斷時，通常是功放管到調(diào)制管一路擊穿，由于功放管一臂是由兩個功放管并聯(lián)后組成，并聯(lián)的兩個管通常只有一個擊穿，另外一個是好的。找出壞管的方法是：首先測量四個臂，看并聯(lián)兩管的D—S級間看有那個臂（管）短路。然后將有短路的管子S級與電路板地斷開（電路板設(shè)計時預(yù)留有檢修缺口，用焊錫封死。比如：檢查V19、V20這兩個并聯(lián)的管有短路，則將圖中紅圈處焊錫挑開，就能夠檢查出是那一個管短路）。再分別測量這并聯(lián)兩管的D—S級間電阻，還有短路的就是損壞的管子，不短路的是好管。

表1

功放管換管步驟：

1.管腳套上絕緣套，清理好電路板上管腳孔洞的焊錫，以免短路碰地；

2.管子上好螺絲，牢牢固定在散熱板上后再焊管腳，先焊S級，然后D、G級。焊接時間要快，以免損壞管子及燙壞電路板。

換管后的注意事項：

1.檢查挑開的S級缺口是否已經(jīng)封好，GS級間并聯(lián)的線圈是否脫焊，極性有沒有搞反；

2.再復(fù)查一次D—S級數(shù)據(jù)，看是否正常。通常我們使用數(shù)字萬用表二級管擋，在線測量各點(diǎn)數(shù)據(jù)（以下各點(diǎn)測試均為紅表筆在前，黑表筆在后）。

以下為正常數(shù)據(jù)：

調(diào)制管：D—S級間，410歐；D級對地420歐。

功放管：D—S級間，496歐。

以上數(shù)據(jù)可能因為測量儀器不同而有所不同。但是，測量出來通常各管之間D—S級間的數(shù)值應(yīng)該基本一致，相差不超過3歐姆。相差過大，則會因為功放橋電流不平衡保護(hù)，調(diào)制管不工作。嚴(yán)重的則會造成功放管過載擊穿。