中波发射机风机检测电路原理及故障

摘要：本文分析了TSD—10中波发射机风机检测电路的工作原理和维修实例。结合多年维护工作经验，介绍主要元器件热敏开关、LM339和74HC123的使用方法，并针对各地普遍使用的DAM全固态中波发射机风机检测电路的常见故障予以分析判断，提出了适合实际的相应处理方法，为相关领域可能出现的类似技术问题提供参考。

关键词：风机监测；转速采样；温度采样

一、引言

TSD-10DAM型10Kw中波数字调幅广播发射机是上海市广播科学研究所研制开发的全新型中波广播发射机。该机采用先进的数字技术，大量运用集成半导体器件，使设备指标、效率、安全性等得到极大提高，在广播发射领域得到普及应用，受到用户好评称赞。由于该机性能稳定可靠，大部分电路很少出现异常，只有极少数出现过故障。总结我台多年来的使用维护经验，将发射机的风机监测电路、电源电路、功率放大板、输出网络等列为重点维护对象，限于篇幅，本文仅对风机监测电路原理和常见故障处理做出分析判断，供各位同行参考。

二、风机、温度监测电路工作原理

随着社会的发展，技术的进步，今天的DAM发射机效率从以前的35%提高到85%以上，其自身的能源消耗大幅降低。但对于10Kw大功率的发射机并不意味着其自身的能量消耗就可以自然散热，仍然需要通过风机等外界措施排出多余热量，实现设备安全稳定运行，因此，风机的运行正常与否，直接关系到整机的稳定安全播出。在发射机工作时，当某种原因引起风机转速过低或者功放电路温度过高时，通过检测显示板和控制板电路，点亮发射机面板上的“风机故障”报警指示灯，并产生关机控制命令，实现保护发射机功放模块安全目的。其电路包括电源稳压器、转速采样电路、温度采样电路和输出电平转换及控制电路。

（一）电源稳压器从电源供给系统J6-10输出的＋8V电源进入风机、温度监测电路（A4板）J1-1脚，通过稳压器N1，保证＋5V工作电压稳定。N1是三端集成稳压器LM7805，其本身具有过流、过热及调整管的过压保护电路，使用起来可靠、方便，能够实现1A以上的输出电流，使用中需加散热片，保证可靠工作。C1、C3为电源滤波电容，C2、C4为高频滤波电容。

（二）转速采样电路这部分电路主要由V1、N2A、N2C和D3组成，完成输出控制电路所需的电平转换工作。V1为光电传感器，由一体的光发射头和接收头组成。通过风机上固定的小块反光纸靠近传感器时，其V1的光发射头发出的红外线光被反光纸反射到接收头，使V1饱和导通，J1-7脚输出低电平，进入电压比较器N2A。N2A选用LM339，由4个独立比较器构成，分别类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端分别是同相输入端和反相输入端。本控制电路用作比较两个电压时，在同相输入端通过RP1、R3电源分压后，加入同相输入端7脚一个固定电压做参考电压，也称为门限电平，另一端6脚加一个待比较的信号电压。当同相输入端电压高于反相端时，输出管截止，相当于输出端开路。当反相输入端电压高于同相输入端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。当两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源接有一只电阻R4。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值，本控制电路为1K。也就是在N2A-6的电平低于N2A-7比较端时，输出端N2A-1为＋5V高电平，反之为0V低电平。RP1用于调整比较门限电压，决定光敏感应灵敏度。风机正常旋转时产生的固定脉冲信号将进入单稳态电路D3A-2。D3A选用74HC123单稳态触发器，其15脚REXT接定时电阻RP2和电容C5，脉宽由电容值和电阻值的乘积WP=RC，本控制电路中C=1μF、R=100KΩ可调电阻，保证脉宽有足够的调节范围充分满足后级需要。正常工作时，作用于D3A-2的脉冲信号，使D3A-13输出保持高电平。若风机出现转速低于正常值时，输出端13脚也会产生一段固定高电平，但经维持电阻RP2和电容C5给定的一段时间就恢复触发前的低电平状态，D3A-13就会输出低电平。通过这样的电平变化信号，就可判断风机转速正常与否。经过取样比较的状态信号，可以充分描述风机的转速快慢、故障与否，这种信号经N2C-9组成的过零比较器整形后，送入后级的输出电平转换及控制电路，控制整机工作状态。

（三）温度采样电路温度采样电路是通过热敏开关取样后，经比较器整形得到的。热敏开关是利用双金属片各层的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变的这个特性来实现电流通断的，为保证功放电路安全运行，温度不超过极限值，本电路选用65℃温控点做临界通断值。当功放电路正常运行时，设置在第一只大台阶功放散热片上的热敏开关采集到功放电路的温度变化。温度在65℃以下，热敏开关闭合，在J1-3上的感应电压进入电压比较器N2B，在N2B-5的电平低于比较端N2-4，此时输出端N2A-2为＋5V高电平；当功放电路异常运行时，功放电路发热量增大，散热片上的热敏开关采集到功放电路的温度大于65℃，热敏开关断开，此时输出端N2A-2为＋5V低电平；比较端4脚电压由R9和R10分压后提供为2.5V。经过温控开关取样比较的状态信号，可以充分描述功放电路的电流损坏状态，体现末级功放电路工作是否异常，可以送入后级的输出电平转换及控制电路，控制整机工作状态。（四）输出电平转换及控制电路在风机正常运转且功放温度正常时，N4C-14和N2B-2都是高电平，分别送入由VD2和VD3组成的与门电路，在比较器N2D-10送入高电平，使N2D-13得到低电平信号，控制V2开关电路截止，总输出J1-9输出＋8V高电平，设备正常工作；当转速异常或温度异常时，总输出J1-9输出0V低电平，控制设备LED故障显示，并关机保护。

三、风机、温度监测电路常见故障分析

通常发射机风机故障时，会出现开启低压电源正常，风机故障状态指示灯红灯亮，按开机键不能开机的现象。这种故障属于1类故障，在排除故障前不能开机。产生这种故障的原因有很多，首先应该判断是风机转速故障、温度报警故障还是风机温度控制板（A4）或监测显示板（A32板）电路本身误动引起的。如果测量风机保护电路（A4）输出信号正常，则是监测显示板（A32）板线路误动作，应在A32板上查找故障点。对于风机保护检测电路的温度保护和转速保护，先要判断是哪个保护引起的故障，再测量相关电路和逻辑电平是否正常，缩小故障范围。对于这类故障的处理可根据故障原因采取不同的检修方法。

（一）实例故障——风机光电传感器故障故障现象：风机故障状态指示灯红灯亮，按开机键不能开机检修方法：①首先测量风机、温度监控板J1-9电平值，若为低电平便可确认风机温度监控板中的保护电路工作。②测量N2-2的电平为高电平，测量VD3负端电平为高电平，则说明风机转速保护动作引起。③若风机运行正常，测量单稳态触发器D3A-13脚为低电平0V，表明D3A工作不正常，可能是由于2脚信号不正常或D3A本身存在故障，可检测B端信号波形是否正常。此时波形没有有效的触发脉冲，可以判断光敏开关元件可能故障；仔细检查光敏元件和感应纸是否脱落或感应元件位置发生是否偏差，不能对准；也检查光敏耦合器是否被灰尘覆盖而无法发出脉冲信号。④清洁感应纸上的灰尘，再调整整感应纸和探头相对位置，使其对准时J1-7脚电压为3.9V，调整RP1使得分压基准电压为4.2V；此时风机正常运转时，J-7脚感应波形正常，有明显的高低电平变化。在N2A-6脚有不断出现正脉冲来触发，通过N2A-1脚输出送人D3A-2B端，使D3A-13脚保持恒定高电平。⑤重新开机，发射机运行正常，故障排除。

（二）实例故障二——风机控制灵敏度门限电阻故障故障现象：风机故障状态指示灯红灯亮，按开机键不能开机检修方法：①首先测量风机、温度监控板J1-9电平值，若为低电平便可确认风机温度监控板中的保护电路工作。②测量N2-2的电平为高电平，测量VD3负端电平为高电平，则说明风机转速保护动作引起。③若风机运行正常，测量单稳态触发器D3A-13脚为低电平0V，表明D3A工作不正常，可能是由于2脚信号不正常或D3A本身存在故障。接着测量风机感应纸对准探头和不对准探头时，N2A-6脚和N2A-7脚的电压，如果对准时这两个脚电压分别是3.9V和3.8V，不对准时这两个脚电压分别是5V和3.8V。说明N2A-7脚电压低于N2A-6脚电压，N2A-1脚为恒定低电压，无上升沿脉冲，N3A单稳态触发器不能被触发。可通过调整可变电阻器RP1的阻值使N2A-7脚电压在4.2V，这样风机正常转动时，就能够在N2A-1脚出现不断的正脉冲信号，触发N3A使其处于暂态。④进一步分析可知，即使N3A的B端不断有上升沿存在，但如果触发周期比D3A单稳态触发器的暂态时间长，仍会输出转速保护动作信号，故要延长D3A单稳态触发器的暂态时间才行，可以通过增加RP2的阻值实现，顺时针调整3圈，再开机运行，风机的故障便解除了。

四、结语

发射机风机检测电路出现的故障是千变万化的，处理方法也不能千篇一律。故障原因不同，解决的方式也不同，所以在处理类似的故障时，要结合实际故障现象，准确地找到问题的根源，对症下药。在熟悉电路原理的基础上，做出相应处理，确保维修工作及时、准确、无误。

参考文献：

[1]上海明珠广播电视有限公司的《10Kw中波全固态数字调幅发射机说明书》.

[2]郝伟，全固态10kw数字中波发射机故障处理与日常维护分析[J].西部广播电视,2016.

[3]数字调制中波发射机故障汇编330例[S].光明日报出版社,2015.

[4]宁勇.浅析中波发射机的维护经验及故障处理[J].电子世界,2019(14).

[5]梁利君,范奇峰,梁惠俊,李秋梅.DAM100KW数字循环调制中波广播发射机故障一例分析及处理[J].视听,2018(04).

[6]杨鹏.中波发射机房系统的噪声干扰与抑制措施[J].信息记录材料,2021(01).

作者：于洪峰 单位：鞍山市新闻传媒中心