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大功率DX型中波发射机射频放大器故障案例分析与处理【摘要】本文主要对大功率DX型中波发射机射频放大器工作原理进行介 绍，并对兄弟单位在维护中遇到的射频放大器故障进行分析和总结关键词】DX型中波发射机；PB200单元；射频放大器；场效应管；保险1 .刖百大功率DX型中波发射机是美国哈里斯公司生产的全固态数字调幅中波发 射机，按功率等级可分为 DX-200、DX-400、DX-600. DX-1000、DX-1200 等机 型，这些发射机均由不同数量的PB200功放单元组成，每部PB200都相当于一 个单机，具有数字化、智能化、自动化、指标高、效率高等优点，工作线路较为 复杂，由成千上万只元器件组成，倘若一只元器件不稳定，可能造成发射机停播 在发射机运行十多年中，发生故障和异态比较多，并具有复杂性与多样性下面 对兄弟单位PB200单元射频放大器故障查找、判断、分析、处理过程进行阐述2 .射频放大器工作原理PB200功放单元共有239块射频放大器，包括1块预驱动级射频放大器、14 块驱动级射频放大器、4块二进制射频放大器、220块大台阶射频放大器，它们 结构都是一样的，可以进行互换射频放大器是插件式，主要包含初级电路、次 级电路、MOS场效应管桥式开关放大电路、接通/关断控制开关电路、电缆内锁、 电源电压和保险丝熔断检测器等电路组成。

图1所示射频放大器模块原理图射频放大器工作原理：两路独立的且相位和幅度一样的射频激励正弦波信号 进入射频放大器，每一路都加在一个射频变压器上每个射频变压器轮流地为一 对MOS场效应管开关供给相位彼此相差180的输入信号，MOS场效应管对射 频信号放大至合成变压器输出1）初级电路A部分射频激励从P1-49进入射频放大器，B部分的射频激励从P1-53进入 射频放大器每一部分都有•各自保险F3、F4,以便当其中一个部分出故障，对 应保险就断开，将出毛病的那部分从激励源中断开当射频放大器“关断''时，Q15基极为正电压Q15饱和导通，将R7和C15 接地，同时Q17关断当射频放大器“接通”时，Q15基极为负电压Q15截止， 将R7和C15对地开路，而Q17饱和导通，将Q15基极接地在射频放大器“关断”和“接通”情况下，对激励源所呈现的射频阻抗是一样 的对于B部分电路中的Q16、Q18、R8和C6也是完全相同的2）次级电路每个射频激励变压器都有两对次级绕阻，它们为每部分上面和下面MOS场 效应管对提供彼此相差180的两对激励信号齐纳二极管CR1、CR2、CR3和 CR4用于防止MOS场效应管的门极过电压和包括可能出现的瞬态电压起保护作 用。

如果跨在这些二极管两端电压超过20V,不管是正还是负电压都导通3 3） MOS场效应管桥式开关放大电路桥式开关放大电路主要由Q1〜Q8共8只MOS场效应管组成，功放模块被 从模块中间分成A （Q1/Q3、Q5/Q7）和B （Q2/Q4、Q6/Q8）两部分A部分中 包括一对MOS场效应管开关（两只MOS场效应管并联），串接在电源到地之间 B部分与A部分一样，只是激励信号相位与A部分相差180功率合成变压器 初级跨接在两对管子上，处在MOS场效应管开关之间形成了一个四边形桥式 组态每一个MOS场效应管开关由来自射频变压器信号的相位被交替地激励为 关断或导通，因此其作用就像一个开关这些MOS场效应管的门极需要一个对 应电源的正的电压的导通因此，对应输入信号的•半周期MOS场效应管导通, 另一半周期就截止在射频激励输入信号的第一个半周期时，如果上面开关为A部分导通，下 面开关就截止B部分则完全相反，即下面的开关导通而上面的开关处于截止 在射频激励输入信号的下半周期，在A部分中下面的开关将导通，上面的开关 将截止B部分则相反，上面开关导通，而下面开关则截止跨在功率合成变压 器初级两端的输出信号，在一个射频的周期中半个周期就在地（大约为0V）和 正电源之间进行一次切换。

因为放大器是桥式组态，跨在合成变压器初级两端的 有效电压大约为两倍的电源电压①MOS场效应管开关全桥式组态射频激励信号相位情况是当射频放大器“接通”时，使得这些开关中只有两个 组合起来在射频周期一半周期内，Q1/Q3和Q6/Q8截止（开路），而Q2/Q4和 Q5/Q7饱和导通（闭合）在另一半周期内，Q1/Q3和Q6/Q8饱和导通的，Q2/Q4 和Q5/Q7裁止每个部分都产生一个方波输出，但是两个方波相差180这个开关作用就 是有效地将整个电源电压跨接在合成变压器初级绕组上，在射频激励信号的每半 个周期极性是反相的作为一种桥式放大器，给出两倍电源电压的有效射频输出 在TP1端，A部分的输出是通过将射频放大器脱开，在TP2端，B部分输 出通过P1-7断开功率合成器母板将变压器连在这两点上为防止直流电压通 路直接通过变压潜的绕组对地,用电容C15与每部分射频输出串在一起在MOS 场效应管Q5、Q6、Q7和Q8漏极引线上安装小铁氧体磁环（RFC1、RFC2、RFC3 和RFC4）,防止iWj频电流或振荡②MOS场效应管开关半桥式单边组态射频放大器采用单独电源和射频激励输入，使A部分和B部分可独立工作。

射频放大器工作下，QI、Q3源极和Q5、Q7漏极连接处，射频方波输出波形大 约为0V到电源电压在这种组态方式下，射频输出电压大致为桥式方式的一半 这就提供了一定的冗余度，这就保证了当一个全桥式射频放大器只出现A部分 故障或B部分故障下仍可继续工作在这种情况下，变成了一个半桥式模块， 降低了射频输出电压情况下工作4）接通/关断控制开关从相应的调制编码板来的接通/关断控制信号进入到P1-45和P1-46端上加 在控制开关上，这些开关将激励信号接在下面一对场效应管和地之间当接通/ 关断信号为高电平时（正电压），射频放大器“关断”，控制开关就闭合当到下 面一对MOS场效应管开关的激励去掠时，它们就依然保持为开路状态当接通 /关断信号为低电平时（负电压），模射频放大器“接通”，那些控制开关就开启 这时就允许对下面一对MOS场效应管开关进行激励①射频放大器被“接通”一个负的控制信号输入（大约・2〜・5V）将使PNP晶体管Q11和Q13饱和 导通（短路），NPN晶体管Q9将被截止（开路）因此将地加在T1两次级绕组 下部分，然后射频激励就力R至UQ5和Q7上，因此，当门极驱动电平为正时接通 二极管CR7和CR9将正的射频门极激励信号进行整流，使DS3”射频放大器接 通”指示灯变为绿色。

②射频放大落被“关断”一个大约为+4.5V控制电压使QU和Q13截止（开路），并使Q9饱和导通 （短路），由于将Q11和Q13关断，T1的地也就去掉了，对MOS场效应管Q5 和Q7门极的射频激励由Q9通过CR7和CR9被箝位在二极管对地的管压降上 这时接通MOS场效应管所需要的正电压（门极相对于源极大约为+2V〜+4V） 被去掉了，因此它们仍然为开路电路当射频放大器为“关断''状态时，从电源到 合成器变压器初级就没有电流流过因此没有向合成器提供任何功率但电流仍 然流经合成器的次级，并在环形变压器的那些初级绕组中为所有没有工作的射频 放大器感应出射频电压当在功率合成器变压器中感应出的电压的极性时，电流 通过Q1/Q3内部的反向二极管、旁路电容Cl、C3、C4和C2,通过处于导通状 态的Q2/Q4和通过C15构成一个低阻抗的电流通路当在变压器绕组上感应电 压的极性相反时，Q1/Q3 一定导通，这时的电流将通过Q2/Q4内部的反向二极 管5）电缆连锁射频放大器电路板上单独一条连线将相应接头的两只脚连在一起如果射频 放大器没插或与插座没接触好，电缆内锁开路，PB200单元就不能接通发光二 极管板上模块/电缆连锁指示灯将点亮。

电缆连锁控制信号是经过射频放大器的 P1-35/36和P1-37/38环接起来的6）电源电压A部分电源电压经过P1-23端子，B部分电源经过P1-29电阻R27和R28 是串在电源中的用以滤波，Q1/Q3和Q2/Q4漏极通过C1和C3,以及C2和C4 旁路到地每个部分都有一个单独的6A的保险和一个跨在保险两端的红色发光 二极管指示灯DS1、R1是保险丝F1指示电路，DS2、R2是保险丝F2指示电 路R1和R2是在+250V上限制发光二极管的电流当发生短路（MOS场效应 管故障）而使保险熔断后，发光二极管灯亮7）直流电源开路保险检测器在射频放大器上的电源保险是用来保护功放单元其它电路的保险开路检测 电路由Fl、F2、CRlk CR12、组成如果A部分中MOS场效应管短路造成 F1熔断，P1-35处的电压（正常为+15V）将经过R11和CR11通地使加到调 制编码板的电压降低，触发故障比较器，发光二极管板上射频放大器保险指示灯 发红光F2与F1电路的工作一样如果CRU或CR12短路,将由R31和CR25 把+250V电压箝位到使保险开路检测器线（Pl-35）上F1和F2端电压降到20V, 保护调制编码板。

8）射频激励保险丝开路检测器F3、F4、CR17、CR18构成射频保险开路检测电路,射频激励信号经F3到 CR19对C11充电大约+20V, CR17被反向偏置，编码板中的电路在P1-35建立 起电压约+15V,如果F3熔断,CU不能充电,CR17和R19将20kC电阻接地 使加到调制编码板匕的电压降低，触发故障比较淤，使得发光二极管板上射频放 大器保险指示灯发红光F4与F3电路的工作一样3.射频放大器案例分析与处理3.1 故障一3.1.1 故障现象调机前，对所有射频放大器进行目测检查和处理后，分别插在各PB单元中， 合电，开低功率，PB2发光二极管板显示功放保险故障3.1.2 故障查找打开PB2四个机柜门，进行查找，发现右机柜右侧6A6B射放上，6A侧红 灯亮，此射放有故障关机，把此射放拔出，进行查找故障，发现A边250V 6A 保险熔断，并且还发现A边散热片与印刷板之间有打火痕迹，散热片上打火 痕迹为一小坑同时也发现A边散热片与印刷板之间无绝缘纸垫，造成耐压不 足打火因为场效应管工作时，漏极有+250V高压，散热片为地电位，造成高压 对地放电打火，导致A边250V 6A保险熔断，对其进行保护。

3.1.3 故障处理把故障射放A边管子与散热片一同拆下，对打火点用酒精擦拭，并换上绝 缘纸垫，将A边管子与散热片进行恢复安装，并焊接管脚后，上机加电，一切 正常3.2 故障二321故障现象把一些备份射频放大器检查完毕后，分别安装在PB1、PB2单元左机柜低序 号位，开并机低功率试验时，突然，PB2单元发光二极管板射频放大器保险故障 红灯亮，且机箱内散发出一股烧焦气味，打开PB2各机柜门，发现1A29调制编 码板上DS6 (保险)红灯亮，且左侧32块射频放大器没有显示保险故障3.2.1 故障查找关机,将左机柜左侧新换上的射频放大器,一一拔出，进行检杳，发现10A10B 位置射频放大器,位7、R28 (0.1Q5W)限流电阻烧断,检查Fl、F2 (250V 6A) 保险正常乂发现此板上R13、R14应该为50Q、5W电阻，实际标称为0.1Q 5W 因R27、R28限流电阻烧断，看不见标称，但是可以断定此电阻是50Q5W射频放大器工作电流很大，每块射放工作时平均功率为1.4kWo工作电压为 +250V,电流为5.6A,半边工作电流为2.8A通过50电阻产生的损耗功率为， 此电阻额定功率为5W,很快烧断。

故障原因是厂家将这两种电阻的位置安装错 误造成的3.2.2 故障处理把此射放R13、R14 (0.1C5W电阻)焊下，换上两只50c 5W电阻，又把 R27、R28。