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时间:2018-11-26
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1、PSM发射机功率开关模块典型故障的分析与探讨 摘要:S制式的一款发射机。PSM发射机中使用了数十块功率开关模块,一旦某模块出现故障都将影响发射机播出质量和效果。该文就发射机运行中无论是功率开关模块合、断所引起的杂音,还是光缆故障、模块输出电压以及IGBT的AC或者DC管击穿引起的杂音等,都将影响发射机杂音指标;在分析故障原因、提出故障排查解决方法的同时,对每个故障处理过程作者进行了论述,最后就功率开关模块影响杂音指标提出了思考和建议。 关键词:PSM发射机功率模块杂音指标 S脉冲阶梯调制技术。在发射机运行中,无论是
2、用作调制音频信号幅度循环的功率开关模块合、断所引起的杂音,还是发射机信号传输光缆故障导致的杂音,或是功率开关模块输出电压导致的杂音以及IGBT的AC和DC管击穿引起的杂音,都将影响发射机杂音指标。PSM发射机的功率开关模块的工作原理很多书籍教案都已介绍,在此不再叙述。在此,作者就功率开关模块影响杂音指标的几类典型故障的分析、处理过程进行论述,同时结合工作实际提出思考意见和建议。 1功率开关模块影响杂音指标的典型故障分析 PSM短波发射机射频系统调制音频信号幅度,是由循环通断的48块功率开关模块来实现。发射机运行中,由
3、于变压器漏感、功率开关模块循环导通拉、合产生的分频引起的杂音,以及光缆故障、模块输出电压、IGBT的开关管或保护管击穿等产生的杂音,都将影响发射机杂音指标,影响发射机播出质量和效果。以下就此类典型故障进行分析论述。 1.1功率开关模块合、断引起的杂音 故障现象:发射机指标测试,杂音为-32db,监听发现有明显低频啸叫声,音频分析仪测试分析有频率为1.46kHz的杂音。发射机杂音指标不入级。 故障原因分析:根据现象加高压试验,观察开关状态指示灯48路指示灯均亮,48组功率模块DC指示灯均亮,功率模块处于工作状态,没有
4、发现异常。做加高压,升功率、降功率试验,加高压,功率降到0,此时功率模块应该都不工作,即功率模块DC灯不应有亮的,否则说明功率模块有问题。同理升功率后查有功率模块不亮的,说明功率模块有不工作的。 故障处理:加高压后把功率降到0,如发现某功率模块DC灯总亮,而且特别亮,对应开关状态指示灯也亮;则是该模块有问题,如拆下测试为正常,仍然复用上机。因该模块DC灯总亮,用示波器测试对应的光发射电路,如果输出不是脉冲信号,再查前面的环形调制器电路。如果测量此功率模块对应的环形调制器电路的JK触发器输出Q为脉冲,波形正常。则应检查它
5、的与门输人4脚,应为高电平H。如果5脚和6脚都为H,则应检查此芯片是否松动,用手按下后测量其输入5脚、输出6脚均为脉冲。如果芯片松动输人5脚处于悬空状态,总为高电平H,其输出因此也总为H而不是脉冲。开关管(DC管)由于开关拉合信号不正常始终为高电平导致开关管一直开通,环型调制器却依据模块开关状态信号正常循环工作。此外,由于失步保护电路的失灵等原因,无法封锁保护管(AC管),也就无法及时封锁或纠正控制信号异常。开关管将模块三相整流电压直接输出,其输出瞬时电压即为平均电压,从而使DC灯总亮而且特别亮。模块工作于这种状态,在合
6、成主电压时就会呈现周期性的偏高,运行中必然产生较大的杂音。假设此功率模块输出直流电压为600V,主整电压为10kV,则杂音为:20lg(600/10000)=-24.4db。 综述以上分析,开关状态指示灯亮的原因,功率开关模块保护管(AC管)在合工作状态,功率模块就有反映其工作状态正常的37kHz脉冲,所以开关状态板上该指示灯始终处于亮的状态,结果误导了功率模块始终处于正常状态。 1.2信号传输光缆故障导致的杂音 故障现象:发射机在测试指标时杂音电平为-35db,杂音频率为1.46kHz。发射机加高压,开关状态板4
7、8路指示灯均亮,没有发现异常现象。但是1.46kHz的杂音频率,则说明某功率模块工作状态不正常;仔细观察48块功率模块的DC灯,发现A号模块DC灯不亮。拔掉该模块控制小板,测量杂音指标为-56db,由此可见系该功率模块影响了杂音指标。 故障原因分析:首先,用相邻的C号(带光发射电路)的功率开关控制板来控制A号功率模块为正常;其次,用A号(带光发射电路)功率开关控制器控制C号功率模块,测试C号DC灯也不亮。则说明A号功率模块本身没问题,故障可能在此功率开关控制小板或者拉、合控制信号线路不正常。 故障处理:更换A号功率开
8、关控制器,故障现象依旧。用示波器测试它对应的光发射电路波形,波形正常。拔插A号功率模块控制小板光缆B,发现光接收头处光缆明显变形,拔下A号功率开关模块光缆B两端,一端用手电光照,观察另一端的发光情况,发现光线与正常的相比明显偏暗。重新作光缆头后测试杂音指标为-58db。 通过上述分析,故障原因是合、拉指令的光信号通
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