中波發(fā)射機風機檢測電路原理及故障

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摘要：本文分析了TSD—10中波發(fā)射機風機檢測電路的工作原理和維修實例。結(jié)合多年維護工作經(jīng)驗，介紹主要元器件熱敏開關(guān)、LM339和74HC123的使用方法，并針對各地普遍使用的DAM全固態(tài)中波發(fā)射機風機檢測電路的常見故障予以分析判斷，提出了適合實際的相應(yīng)處理方法，為相關(guān)領(lǐng)域可能出現(xiàn)的類似技術(shù)問題提供參考。

關(guān)鍵詞：風機監(jiān)測；轉(zhuǎn)速采樣；溫度采樣

一、引言

TSD-10DAM型10Kw中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機是上海市廣播科學(xué)研究所研制開發(fā)的全新型中波廣播發(fā)射機。該機采用先進的數(shù)字技術(shù)，大量運用集成半導(dǎo)體器件，使設(shè)備指標、效率、安全性等得到極大提高，在廣播發(fā)射領(lǐng)域得到普及應(yīng)用，受到用戶好評稱贊。由于該機性能穩(wěn)定可靠，大部分電路很少出現(xiàn)異常，只有極少數(shù)出現(xiàn)過故障?？偨Y(jié)我臺多年來的使用維護經(jīng)驗，將發(fā)射機的風機監(jiān)測電路、電源電路、功率放大板、輸出網(wǎng)絡(luò)等列為重點維護對象，限于篇幅，本文僅對風機監(jiān)測電路原理和常見故障處理做出分析判斷，供各位同行參考。

二、風機、溫度監(jiān)測電路工作原理

隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，今天的DAM發(fā)射機效率從以前的35%提高到85%以上，其自身的能源消耗大幅降低。但對于10Kw大功率的發(fā)射機并不意味著其自身的能量消耗就可以自然散熱，仍然需要通過風機等外界措施排出多余熱量，實現(xiàn)設(shè)備安全穩(wěn)定運行，因此，風機的運行正常與否，直接關(guān)系到整機的穩(wěn)定安全播出。在發(fā)射機工作時，當某種原因引起風機轉(zhuǎn)速過低或者功放電路溫度過高時，通過檢測顯示板和控制板電路，點亮發(fā)射機面板上的“風機故障”報警指示燈，并產(chǎn)生關(guān)機控制命令，實現(xiàn)保護發(fā)射機功放模塊安全目的。其電路包括電源穩(wěn)壓器、轉(zhuǎn)速采樣電路、溫度采樣電路和輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路。

（一）電源穩(wěn)壓器從電源供給系統(tǒng)J6-10輸出的＋8V電源進入風機、溫度監(jiān)測電路（A4板）J1-1腳，通過穩(wěn)壓器N1，保證＋5V工作電壓穩(wěn)定。N1是三端集成穩(wěn)壓器LM7805，其本身具有過流、過熱及調(diào)整管的過壓保護電路，使用起來可靠、方便，能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流，使用中需加散熱片，保證可靠工作。C1、C3為電源濾波電容，C2、C4為高頻濾波電容。

（二）轉(zhuǎn)速采樣電路這部分電路主要由V1、N2A、N2C和D3組成，完成輸出控制電路所需的電平轉(zhuǎn)換工作。V1為光電傳感器，由一體的光發(fā)射頭和接收頭組成。通過風機上固定的小塊反光紙靠近傳感器時，其V1的光發(fā)射頭發(fā)出的紅外線光被反光紙反射到接收頭，使V1飽和導(dǎo)通，J1-7腳輸出低電平，進入電壓比較器N2A。N2A選用LM339，由4個獨立比較器構(gòu)成，分別類似于增益不可調(diào)的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端分別是同相輸入端和反相輸入端。本控制電路用作比較兩個電壓時，在同相輸入端通過RP1、R3電源分壓后，加入同相輸入端7腳一個固定電壓做參考電壓，也稱為門限電平，另一端6腳加一個待比較的信號電壓。當同相輸入端電壓高于反相端時，輸出管截止，相當于輸出端開路。當反相輸入端電壓高于同相輸入端時，輸出管飽和，相當于輸出端接低電位。當兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源接有一只電阻R4。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值，本控制電路為1K。也就是在N2A-6的電平低于N2A-7比較端時，輸出端N2A-1為＋5V高電平，反之為0V低電平。RP1用于調(diào)整比較門限電壓，決定光敏感應(yīng)靈敏度。風機正常旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的固定脈沖信號將進入單穩(wěn)態(tài)電路D3A-2。D3A選用74HC123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其15腳REXT接定時電阻RP2和電容C5，脈寬由電容值和電阻值的乘積WP=RC，本控制電路中C=1μF、R=100KΩ可調(diào)電阻，保證脈寬有足夠的調(diào)節(jié)范圍充分滿足后級需要。正常工作時，作用于D3A-2的脈沖信號，使D3A-13輸出保持高電平。若風機出現(xiàn)轉(zhuǎn)速低于正常值時，輸出端13腳也會產(chǎn)生一段固定高電平，但經(jīng)維持電阻RP2和電容C5給定的一段時間就恢復(fù)觸發(fā)前的低電平狀態(tài)，D3A-13就會輸出低電平。通過這樣的電平變化信號，就可判斷風機轉(zhuǎn)速正常與否。經(jīng)過取樣比較的狀態(tài)信號，可以充分描述風機的轉(zhuǎn)速快慢、故障與否，這種信號經(jīng)N2C-9組成的過零比較器整形后，送入后級的輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路，控制整機工作狀態(tài)。

（三）溫度采樣電路溫度采樣電路是通過熱敏開關(guān)取樣后，經(jīng)比較器整形得到的。熱敏開關(guān)是利用雙金屬片各層的熱膨脹系數(shù)不同，當溫度變化時，主動層的形變要大于被動層的形變，從而雙金屬片的整體就會向被動層一側(cè)彎曲，則這種復(fù)合材料的曲率發(fā)生變化從而產(chǎn)生形變的這個特性來實現(xiàn)電流通斷的，為保證功放電路安全運行，溫度不超過極限值，本電路選用65℃溫控點做臨界通斷值。當功放電路正常運行時，設(shè)置在第一只大臺階功放散熱片上的熱敏開關(guān)采集到功放電路的溫度變化。溫度在65℃以下，熱敏開關(guān)閉合，在J1-3上的感應(yīng)電壓進入電壓比較器N2B，在N2B-5的電平低于比較端N2-4，此時輸出端N2A-2為＋5V高電平；當功放電路異常運行時，功放電路發(fā)熱量增大，散熱片上的熱敏開關(guān)采集到功放電路的溫度大于65℃，熱敏開關(guān)斷開，此時輸出端N2A-2為＋5V低電平；比較端4腳電壓由R9和R10分壓后提供為2.5V。經(jīng)過溫控開關(guān)取樣比較的狀態(tài)信號，可以充分描述功放電路的電流損壞狀態(tài)，體現(xiàn)末級功放電路工作是否異常，可以送入后級的輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路，控制整機工作狀態(tài)。（四）輸出電平轉(zhuǎn)換及控制電路在風機正常運轉(zhuǎn)且功放溫度正常時，N4C-14和N2B-2都是高電平，分別送入由VD2和VD3組成的與門電路，在比較器N2D-10送入高電平，使N2D-13得到低電平信號，控制V2開關(guān)電路截止，總輸出J1-9輸出＋8V高電平，設(shè)備正常工作；當轉(zhuǎn)速異?；驕囟犬惓r，總輸出J1-9輸出0V低電平，控制設(shè)備LED故障顯示，并關(guān)機保護。

三、風機、溫度監(jiān)測電路常見故障分析

通常發(fā)射機風機故障時，會出現(xiàn)開啟低壓電源正常，風機故障狀態(tài)指示燈紅燈亮，按開機鍵不能開機的現(xiàn)象。這種故障屬于1類故障，在排除故障前不能開機。產(chǎn)生這種故障的原因有很多，首先應(yīng)該判斷是風機轉(zhuǎn)速故障、溫度報警故障還是風機溫度控制板（A4）或監(jiān)測顯示板（A32板）電路本身誤動引起的。如果測量風機保護電路（A4）輸出信號正常，則是監(jiān)測顯示板（A32）板線路誤動作，應(yīng)在A32板上查找故障點。對于風機保護檢測電路的溫度保護和轉(zhuǎn)速保護，先要判斷是哪個保護引起的故障，再測量相關(guān)電路和邏輯電平是否正常，縮小故障范圍。對于這類故障的處理可根據(jù)故障原因采取不同的檢修方法。

（一）實例故障——風機光電傳感器故障故障現(xiàn)象：風機故障狀態(tài)指示燈紅燈亮，按開機鍵不能開機檢修方法：①首先測量風機、溫度監(jiān)控板J1-9電平值，若為低電平便可確認風機溫度監(jiān)控板中的保護電路工作。②測量N2-2的電平為高電平，測量VD3負端電平為高電平，則說明風機轉(zhuǎn)速保護動作引起。③若風機運行正常，測量單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D3A-13腳為低電平0V，表明D3A工作不正常，可能是由于2腳信號不正?；駾3A本身存在故障，可檢測B端信號波形是否正常。此時波形沒有有效的觸發(fā)脈沖，可以判斷光敏開關(guān)元件可能故障；仔細檢查光敏元件和感應(yīng)紙是否脫落或感應(yīng)元件位置發(fā)生是否偏差，不能對準；也檢查光敏耦合器是否被灰塵覆蓋而無法發(fā)出脈沖信號。④清潔感應(yīng)紙上的灰塵，再調(diào)整整感應(yīng)紙和探頭相對位置，使其對準時J1-7腳電壓為3.9V，調(diào)整RP1使得分壓基準電壓為4.2V；此時風機正常運轉(zhuǎn)時，J-7腳感應(yīng)波形正常，有明顯的高低電平變化。在N2A-6腳有不斷出現(xiàn)正脈沖來觸發(fā)，通過N2A-1腳輸出送人D3A-2B端，使D3A-13腳保持恒定高電平。⑤重新開機，發(fā)射機運行正常，故障排除。

（二）實例故障二——風機控制靈敏度門限電阻故障故障現(xiàn)象：風機故障狀態(tài)指示燈紅燈亮，按開機鍵不能開機檢修方法：①首先測量風機、溫度監(jiān)控板J1-9電平值，若為低電平便可確認風機溫度監(jiān)控板中的保護電路工作。②測量N2-2的電平為高電平，測量VD3負端電平為高電平，則說明風機轉(zhuǎn)速保護動作引起。③若風機運行正常，測量單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D3A-13腳為低電平0V，表明D3A工作不正常，可能是由于2腳信號不正?；駾3A本身存在故障。接著測量風機感應(yīng)紙對準探頭和不對準探頭時，N2A-6腳和N2A-7腳的電壓，如果對準時這兩個腳電壓分別是3.9V和3.8V，不對準時這兩個腳電壓分別是5V和3.8V。說明N2A-7腳電壓低于N2A-6腳電壓，N2A-1腳為恒定低電壓，無上升沿脈沖，N3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能被觸發(fā)。可通過調(diào)整可變電阻器RP1的阻值使N2A-7腳電壓在4.2V，這樣風機正常轉(zhuǎn)動時，就能夠在N2A-1腳出現(xiàn)不斷的正脈沖信號，觸發(fā)N3A使其處于暫態(tài)。④進一步分析可知，即使N3A的B端不斷有上升沿存在，但如果觸發(fā)周期比D3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫態(tài)時間長，仍會輸出轉(zhuǎn)速保護動作信號，故要延長D3A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫態(tài)時間才行，可以通過增加RP2的阻值實現(xiàn)，順時針調(diào)整3圈，再開機運行，風機的故障便解除了。

四、結(jié)語

發(fā)射機風機檢測電路出現(xiàn)的故障是千變?nèi)f化的，處理方法也不能千篇一律。故障原因不同，解決的方式也不同，所以在處理類似的故障時，要結(jié)合實際故障現(xiàn)象，準確地找到問題的根源，對癥下藥。在熟悉電路原理的基礎(chǔ)上，做出相應(yīng)處理，確保維修工作及時、準確、無誤。

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作者：于洪峰 單位：鞍山市新聞傳媒中心