10KW DAM中波廣播發(fā)射機功率放大器的原理與維護及低阻通路的設計分析

劉磊，李濤

（延安廣播轉播臺，陜西 延安 716000）

0 引言

進入二十一世紀，中波廣播發(fā)射機逐漸走向高集成度、模塊化的發(fā)展方向，為了達到“不間斷、高質量、既經(jīng)濟、又安全”的要求，發(fā)射臺技術維護人員必須熟練掌握發(fā)射機各模塊原理，以便及時處理各類故障。在中波廣播發(fā)射機內，最重要也是應用最多的就是功率放大器，它承擔著功率放大與功率合成的功能，所以必須清楚其工作原理以及日常檢修維護的各類注意事項，確保發(fā)射機安全運行?，F(xiàn)以陜西762廠生產(chǎn)的AM103S5-Ⅲ型10KW DAM中波廣播發(fā)射機為例，著重闡述其內部功率放大器的工作原理與低阻通路的設計意義，以及功率放大器在日常檢修維護中的各類注意事項[1]。

1 功率放大器的工作原理

功率放大器的原理如圖1所示，其主要由四個型號為RF350的N溝道增強型場效應管組成丁類橋式開關放大器，四個場效應管分為兩個半橋，分別為A半橋（V1、V3），B半橋（V2、V4）[2-3]。當調制編碼版送來負電壓開功放信號，控制功放打開后，在激勵信號的作用下，A、B兩個半橋的場效應管工作在對角線交替飽和導通或截止狀態(tài)，+230VDC以正、反兩個方向流入、流出輸出變壓器的初級線圈，全橋輸出在初級線圈產(chǎn)生載頻方波電壓，輸出變壓器的次級感應輸出電壓，進行疊加，全橋工作狀態(tài)如圖2所示。

圖1 功率放大器原理簡圖

圖2 功率放大器全橋工作狀態(tài)

根據(jù)上述分析可知，功率放大器若要工作，須滿足三個基本外圍條件，可以作為功率放大器不工作時故障排除的主要方向：

（1）電源箱經(jīng)熔斷器組件板A24送至本板的+230VDC，分別經(jīng)F1、F2保險送至V1、V2的漏極，作為本板A、B兩個半橋的供電電源。

（2）射頻分配器A15送至本板XT1-49、XT1-54的28～32VPP激勵信號，正半周時V2、V3飽和導通，V1、V4截止。負半周時V1、V4飽和導通，V2、V3截止。

（3）調制編碼板A36送來的正、負電壓信號，通過控制V3、V4的飽和導通或截止，作為功率放大器關閉或打開的控制信號。

此外，功率放大器在日常工作中，常見故障有以下幾種，分別為：

（1）F1或F2保險絲熔斷故障。此時H1或H2紅燈點亮，提示故障。

（2）A半橋或B半橋場效應管擊穿故障。當A半橋或B半橋的某個場效應管擊穿時，會導致該半橋的另一只管子也擊穿，使F1或F2熔斷，此時也會點亮H1或H2紅燈提示故障。

（3）當C1、C2電容容量下降時，即使保險正常，功放在載頻激勵下，對應的發(fā)光二極管也會微亮，此時需更換電容。

2 低阻通路

2.1 設計低阻通路的意義

2.2 低阻通路的工作原理

當功放在激勵信號的正半周工作時，V2和V3飽和導通，輸出變壓器初級線圈電壓極性為右正、左負，調制編碼板送來關功放正電壓，則在初級線圈上將產(chǎn)生一個左正、右負的電壓（楞次定律）。這個正電壓使與V1并聯(lián)的二極管導通，使初級線圈左端→V1內部并聯(lián)二極管→C1、C3電容→地→C2、C4電容→V2飽和導通（V2正向飽和導通）→隔直電容C8→初級線圈右端，構成一個載頻低阻回路。

當功放在激勵電平負半周工作時，V1和V4飽和導通，輸出變壓器初級線圈電壓極性為左正、右負，調制編碼板送來關功放正電壓，根據(jù)楞次定律，在初級線圈上會產(chǎn)生一個右正、左負的電壓。這個正電壓使得與V2并聯(lián)的二極管導通，使初級線圈右端→隔直電容C8→V2內部并聯(lián)二極管→C2、C4電容→地→C1、C3電容→V1飽和導通（V1正向飽和導通）→初級線圈左端，構成一個載頻低阻回路[6]。

關斷功放時，雖然V3和V4截止，不能輪流在初級線圈兩端對地產(chǎn)生電流和感應電壓，不輸出合成電壓和功率，但在激勵電平的作用下，A半橋或B半橋上管V1或V2仍輪流工作在飽和導通或截止狀態(tài)，其他打開功放在功率合成次級上的電流在關斷功放初級線圈上感應的電壓，總是和原打開功放時的極性相反，使關斷功放的A半橋或B半橋上管V1或V2內的并接二極管導通，與V2或V1飽和導通管，濾波電容C2、C4和C1、C3，隔直電容C8和初級線圈，構成一個低阻抗通路，使次級也是低阻抗，既消除了在關斷功放初級繞組上感應的高電壓，又不影響其他打開功放的電流和電壓在功率合成器上疊加。

從上述分析中可看出：功放損壞時，一是不能拔出該板使輸出變壓器初級開路，所以本機設置了功放連鎖保護電路，當48個大、小臺階功放都插接良好時才能開機工作。工作中嚴禁拔出48個大、小臺階功放的任一塊功放板；如果工作中拔出功放板，發(fā)射機進行一類故障保護關機和功放關閉，還有可能在拔出功放的瞬間燒壞該功放和輸出變壓器磁芯及損壞相鄰的功放板。二是不能取掉場效應管V1和V2，即使有故障也不能焊掉，因為場效應管的故障都是擊穿故障，擊穿損壞時能夠保證初級線圈的低阻通路，取掉管子或管子焊接不好造成斷開或虛焊時，會對本功放和相鄰功放造成損壞和燒壞輸出變壓器磁芯，也會使發(fā)射機中斷輸出功率，在檢修維護中應特別注意[7]。

3 結語

熟悉了10KW DAM中波廣播發(fā)射機功率放大器的工作原理，就能夠輕松排除功率放大器的各類故障。而且了解了低阻通路的設計意義后，更能加深我們對檢修維護功率放大器的各項注意事項的印象，更好的確保安全播出。