DX-200中波发射机低压电源组件主备自动切换的改造

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    •  文章作者：中国新闻技术工作者联合会 2021/12/30-04:43 阅读: loading...

    鄢浩东

    （国家新闻出版广电总局七五一台 鄢浩东）

    摘 要: 本文对美国哈里斯公司生产的DX -200中波发射机低压电源组件的原理进行了分析研究，根据具体工作情况，详细介绍+24V电源和B+/B-电源主备用线路自动切换的改造方法。关键字: B+/B-电源 +24V电源 主/备 自动切换 线路改造

    1 引言

    美国哈里斯公司生产的DX系列中波发射机在我国广电系统无线发射台站得到广泛应用。对大功率DX系列中波发射机而言，其主要由单独一个PB200单元或者几个PB200单元并机组成。PB200单元低压电源主要为缓冲级、PLC以及各类功能板卡提供工作电源。低压电源板输出+35VDC、+24VDC、±18VDC、+8VDC电源，B+/B-电源小盒输出±12VDC电源。这些电源由右机柜的低压电源组件（如图1）提供，该组件设计位置紧凑，维护困难，故障率高，给安全播出带来了极大的压力，这也是DX-200发射机故障率居高不下的原因所在。因此，为了保障发射机安全稳定运行，本文介绍了一种+24V电源主备自动切换和B+/B-电源主备自动切换改造线路，现将这两种线路改造方法介绍给大家。

    图1 低压电源组件所在位置

    2 低压电源组件工作原理

    低压电源组件安装于发射机的右机柜，如图1所示。它主要由Leviton TVSS浪涌抑制器、+24V变压器组件、CB1和CB2开关、B+/B-电源小盒与低压电源板等5大部分构成。其中220VAC是从3相380VAC的C相引出，由TB3端子进入，经 6TB6，送给Leviton TVSS浪涌抑制器，再由浪涌抑制器产生2路输出，一路由CB1向24V变压器产生未稳压24V电源，另一路通过CB2向B+/B-电源提供交流电压，具体线路如图2所示。 2.1 Leviton TVSS浪涌抑制器浪涌电压抑制器，是一种专门为各种电器设备、仪器仪表、通讯设备提供安全保障的器件。在电气回路或者通信线路中，当由于外部的原因突然形成尖峰电流或电压时，浪涌电压抑制器会在极短的时间内产生导通分流，防止浪涌高压对回路中其他设备的造成损害。在低压电路中， Leviton 51240-WM TVSS浪涌抑制器提供对过渡电压的浪涌抑制，它是一个串联工作的器件，跟随着交流正弦波的包络，产生出一个钳位的包络。初级和次级抑制电路是用热熔保险丝保护的。

    图2 低压电源组件线路框图

    2.2 未稳压的24VDC电源组件
    该组件包含有220V/24V的Acme变压器、滤波电容器以及全波桥式整流二极管。Acme变压器可根据不同的输入电压变压输出一个未稳压的24VDC电压，变压器的初级可以根据不同的线电压输入调整接线方式。Acme变压器接线方式如图3所示。变压器产生的未经稳压的24VDC经过滤波、整流后送至低压电源板。在低压电源板中，这个未经稳压的24VDC 通过四个电压稳压管进行稳压输出+35VDC、+24VDC、±18VDC、+8VDC，这些输出电压可以进行微调，并通过切换K1将降低后电压加到电路中，以供发射机各PC板使用，其中交流和直流电源都是被监测的，由发光二极管为每路输出提供可视指示。 2.3 B+/B-电源小盒B+/B-电源小盒安装在发射机的右机柜中，位置如图1所示。B+/B-电源小盒是DX系列发射机中专用的电源，其主要作用是将输入的单相的220VAC经过整流滤波后输出+12V/65A与-12V/20A的直流电源。B+/B-电源电源的输出端分为两路，其中一路经J5的311#线和J3的313#线送到右机柜的低压电源分配板1A33，地线与低压电源板的J1-6、J1-24和电源分配板E8相接，再由该电源分配板转接到其他机柜的电源分配板上，另外一路由J2和J6送到发射机接口板进行B+/B-电源故障检测，有故障时该板DS2指示灯亮红。“B+/B-电源”主要为调制编码板输出有稳定保障的工作电源，而调制编码板是DX系列发射机完成调制任务的核心板卡，因此在发射机中起着非常重要的作用。

    图3 220V/24V的Acme变压器输入接线方式

    3 原设计低压组件存在弊端以及现主备线路自动切换的改造
    3.1未稳压的24VDC电源组件 3.1.1单一未稳压的24VDC电源组件存在弊端由于未稳压的24VDC输出经由一只24V/25A保险来保护，当这只保险发生开路时，将直接引起发射机“功放单元低压主交流故障”，直接关机，造成发射机停播。该故障主要原因是25A保险负载端由于一些相关电路故障造成对地短路，引起该保险开路故障；另外，由于该线路供给所有PC板卡工作电源，有时会因为负载端负荷偏重，导致保险开路故障。其次，Acme变压器可能会因为负载过荷和其他原因引起烧毁。因此，该电源组件一旦出现故障，确定故障原因以及更换变压器或者更换保险都将会耗费很长时间，给发射机安全播出造成隐患。 3.1.2未稳压24VDC电源组件线路的主备电源自动切换改造为了使该电源组件设计更加科学合理，尽量避免损失，我们积极开展技术改进，采用MR751整流器(技术参数如表1所示)对24VDC电源实现双电源自动供电，其功能能够实现其中一路电源发生故障，另外一路电源能够自动切换并进行正常工作，完全不影响发射机正常运行。备用24VDC电源组件安装位置如图1所示。

    表1 MR751整流器技术参数

    最大额定值

    反向重复峰值电压

    非重复性峰值反向电压

    有效值反向电压

    平均正向电流整流

    工作和存储结温度范围(度)

    100V

    120V

    70V

    22A

    -65～+175

    电气特性

    最大的正向电压降

    最大的反向电流

    1.25V

    25A

    具体线路改进方法：从Leviton TVSS浪涌抑制器出来的电源增加另外一路给备份24V的Acme变压器，产生备份未经稳压的24VDC供给低压电源板，改进后线路如图4所示。

    图4 主备用未稳压24V电源组件自动切换线路

    3.2 B+/B- 电源组件 3.2.1 单个B+/B- 电源小盒存在弊端B+/B- 电源小盒是发射机中重要组成部分，是一个完全封闭的模块，从使用情况来看，该电源模块的故障率有上升趋势，由于生产厂家未给出相关图纸资料，给我们处理电源故障带来了极大的困难。B+/B- 电源小盒电源来自Leviton TVSS浪涌抑制器，经变压、整流、滤波处理后得到B+/B-电源，内部装有散热装置(排气扇)，一旦发生故障，也将造成发射机直接关机。造成故障原因大都是B+/B-电源小盒里的风扇或者内部线路板坏，处理故障的方法一般是直接更换B+/B-电源小盒，但这电源小盒安装的位置比较紧凑，一旦发生故障，更换耗时长达十几分钟，给台站安全播出造成极大的压力。 3.2.2 现B+/B-电源主备电源自动切换改造

    图5 B+/B-自动切换原理图

    为此，需要对B+/B-电源进行线路改造，改进的方法是加装备用B+/B-电源，其主要功能：当主用B+/B-电源出现故障时，能够快速自动切换到备用B+/B-电源工作，同样备用B+/B-电源出现故障时，也能够快速自动切换到主用B+/B-电源工作。具体线路如图5所示，B+/B-电源自动切换板安装位置如图6所示。

    图6 主备“B+/B-电源”自动切换板

    图7 改进后低压电源组件主备件自动切换线路

    3.2.3改进后低压电源组件线路改进后主备24V电源、主备B+/B-电源、B+/B-电源自动切换板和机器上的低压电源板和低压电源分配板总连线如图7所示。我们把低压电源板+24V电源作为自动切换板的工作电源，同时可以把主备用B+/B-电源小盒产生+5V电源，用两个稳压二极管（稳压值5V左右）来互相隔离，并联后作为发射机接口板的DS2指示灯工作电源，其DS2红灯亮只表示B+/B-电源发生故障，并不影响发射机工作状态。

    4 结束语

    DX系列中波发射机的低压电源组件自从经过这两种线路改造，该电源供电安全稳定可靠。至今，再未出现过该电源自身原因引起的故障，保障了发射机的运行的可靠性和稳定性，希望对同行们有所帮助。 参考文献：[1]祁亚芳.浅析数字中波机的低压电源.数字技术与应用.[2]任志杰. DX-200中波发射机“B＋／B-电源”的工作原理及故障分析.广播电视信息.2011.1 编辑：中国新闻技术工作者联合会

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