PSM发射机帘栅模块故障分析与解决方法的探讨

【摘要】主要根据PSM发射机运行中两个帘栅模块工作时，其中有一个经常因外电的波动而引起停止工作的现象；本文重点介绍其帘栅模块的工作原理及其常见故障的分析和解决办法，进一步提高其稳定运行，保障发射机的安全稳定运行。

【关键词】PSM短波发射机；帘栅功率模块；IGBT（双极性绝缘栅）

1.引言

PSM发射机运行中，随着外电电压高低的波动，经常会出现有一个帘栅模块停止工作的现象，经常需要关掉高压重新合启帘栅模块才能正常工作，在工作中如果没有及时发现，将造成发射机的异常播出，如何发现故障的根源并解决此问题，对发射机安全稳定运行有着非常重要的意义。

2.PSM帘栅功率模块的工作原理概述

2.1 帘栅模块的组成

主要由三部分组成，即：

①一套三相全波整流器及其滤波器；

②主要由一只绝缘门双极晶体管（IGBT）组成的电子开关；

③当电子开关关断时旁路负载电流，即用于空转的反相二极管。

2.2 电子开关的主要组成

700V直流输出电压的正极受控于电子开关，它主要由绝缘门双极晶体管Q1组成，Q1的第一个晶体管邻近于电源，称为AC管即保护管，第二个晶体管邻近于负载又称DC管即开关管。两管的控制信号分别输入到各自的门极和发射极之间，与每路控制信号输入端相并联的还有：负载电阻10KΩ反向信号削波二极管和正向信号箝位二极管各一只。

2.2.1 开关管控制原理

每个帘栅功率模块上都附有一个功率开关控制板，用其控制保护管和开关管，由于功率开关模块及其控制器都悬浮于高电位，所以它同低电位处的控制信号依靠两条高绝缘的光缆相联系。其中，一条光缆用于接收来自循环调制器的合或断开关管的指令信号；另一条光缆用于传递本块帘栅功率开关是否工作正常的信息。

开关管的控制信号经图1所示电路引入它的门极，当某个PSM开关的合闸信号由电信号转变为光信号时，它通过光缆传送到一个对号的光电管，即图1的U8。U8受光导通并输出低电平。其后的与非门U11B有一输入端固定为高电平，它和来自U8的低电平相“与”而又倒相后为1信号。这个1信号输入到与非门U11D的一端，它的另一个输出端在过载镍丝保护不起作用时也是1信号，故其输出为0信号。再经非门U12为1信号、即高电平，所以开关管门极得高电平触发而导通。这相当于同U8对号的PSM开关被合上。反之，当上述PSM开关受拉闸信号控制时，U8没有光输入，相应开关管的门极输入为低电平，即对号的PSM开关被拉开。

当过载电流达到整定值时，镍丝两端的电压降上升到0.75V是光电耦合器U14二极管发光，并由所发之光促使它的三极管饱和导电。这样，U14的三极管集电极就由截止时的高电平翻转为饱和导电时的低电平。这个低电平脉冲输入到定时器U10的8号端，从而使它的9号段输出高电平。由图1可见，此高电平经经三级非门转变为低电平，因而使对应的开关管拉开，防范了过载事故。U10输出高电平的延时=1.1RC=1.1*47*103*10*10-6 =517ms。

2.2.2 保护管控制原理

保护管的控制电源来自1号辅助整流器，其输出电压为12V，相应的正、负端分别标示为12VA和A。其中的A端与对号PSM开关保护管的输出端，既该管的发射极相连。保护管的控制信号电路如图2所示。在图2中，U2的同相输入端由12VA经1：2分压器的6V，其反相输入端由12VA经1KΩ电阻和稳压管隐取5.1V（

图2中的U9、Q1和U7组成同步检测保护电路，在正常情况下，U7的二极管不发光、三极管不导电，故对U2的输出电平无影响。图中的U4是4093B型三与非门集成块中的两个与非门，并由两者组成基本R―S触发器。其中有引出线的输出端为Q，单纯反馈并不引出的输出端是，与Q对应的输入端是d，与对应的输入端是d。这种R―S触发器的特性如表1所示。由表1可见，当d=d=1时，Qn+1=Qn，即输出是0还是1取决于原有的状态。然而由于在d端的降压电阻前还接有100KΩ和10?F的充电电路，所以另有特点，启动时U2经过0.095ms输出高电平，即d=1。d要经过一定的充电时间才能建立高电平，而且阻容串联电路在外施电压E作用下的充电电压为：uc=（1-e-）式中：E=12v，R=100KΩ，C=10Μf；若以U2同相端经过充电达到51.V的时间t=0.095ms代入上式，可算得uc=0.0001V。此电压很小，相当于电平为为d=0，即=0.根据d=1、d=0查表1得Q=0.此逻辑电平经一级非门转变为1信号输入到保护管门极，从而使保护管开通。当d输入电路充电完成时，d=1、d=1，基本R―S触发器的输出取决于原有状态，即Q=0，它是保护管保持为导通。

3.故障现象

当发射机在播音中时，随着外电的波动降低时，经常出现有一帘栅模块停止工作的现象，造成帘栅压只有一半，发射机输出功率降低。

4.故障分析

由图2中可以分析出只有当U2的同相输入端由12VA经1：2分压器的6V；其反相输入端由12VA经1KΩ电阻和稳压管引取5.1V（

5.解决办法

由图2可以看出如果我们给U2的反相输入端1K电阻旁再并联一个1K的电阻，那么反相输入端分的的电压会小于5.1V一些，从而使外电的降低范围对其影响小一些，使帘栅模块不会随着外电的小幅降低而关断，保证发射机良好的运行。

6.结束语

通过自己的为维护经验，本文分析和探讨了TBH-522型发射机帘栅功率模块在运行中的故障解决方法。该部位对整机三满运行起着至关重要的作用，提高处理此类故障处理的能力和方法，对维护PSM发射机有借鉴和参考作用。