浅谈150kW PSM短波发射机功率模块维护

【前言】浅谈150kW PSM短波发射机功率模块维护由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2 故障功率模块的维修 PSM发射机的功率模块在长时间的工作运行中，由于电子元器件的老化外电的突变，电磁干扰等各种原因，会产生故障，不能正常工作。150kW PSM发射机有48个功率模块为高末级电子管提供直流屏压，在载波时有20个功率模块工作，100%调幅时，有40个功率...

摘要：本文主要介绍的是150kw psm短波发射机功率模块的工作原理以及发射机功率模块常见故障的分析处理，总结故障的维修技巧，并介绍一种实用的测试功率模块方法，以此来提高维修功率模块的维修效率。

关键词：功率模块 绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor IGBT） PSM

中图分类号：TN8 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0243-02

1 功率模块的工作原理

下面简单介绍一下各部分的功能。

2 故障功率模块的维修

PSM发射机的功率模块在长时间的工作运行中，由于电子元器件的老化外电的突变，电磁干扰等各种原因，会产生故障，不能正常工作。150kW PSM发射机有48个功率模块为高末级电子管提供直流屏压，在载波时有20个功率模块工作，100%调幅时，有40个功率模块工作，所剩的8个功率模块是充当备份并兼做非对称梯调的。虽然个别模块损坏不影响播音，但是由于损坏模块不再参与循环通断，因此会造成正常模块循环通断等待时间变短，影响模块工作寿命，有些故障模块还会影响播音指标。所以对于有故障的模块要及时更换。由于新功率模块的价格较贵，因此维修更换掉有故障的，性能下降的元器件，使旧模块能继续正常工作，不仅能极大地节约发射机的维护成本，也能改善发射机的播音指标。

通过对功率模块原理的介绍，我们知道，功率模块的损坏部位，主要包括：IGBT，整流二极管，空转二极管，变压器，保险，滤波电容等部位。因此一般模块的故障也就集中在几个部位上，首先最重要的元件就是IGBT，也是总容易损坏的元件。IGBT集MOSFET高速开关和低驱动功率与BJT低开关损耗的优点于一身，器件的结构和工作原理与MOSFET相似，只是在VDMOS的基础上在增加了一个P+层，在器件导通时正偏置的P+N结向基区（N-）注入空穴，产生基区电导调制效应，因此IGBT器件的导通压降低，通态损耗等同于双极型晶体管。IGBT的开通与关断是由栅极电压来控制的，IGBT的开启与MOS器件相同，导通过程非常迅速，当加正向栅压时，MOS管给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通，反之加反向栅压时消除沟道，流过反向基极电流，MOS管夹断，即PNP管基极开路，IGBT关断。总之IGBT在功率模块上的作用就是提供两个受控的开关管，即保护管（AC管）和开关管（DC管）。由于每一个开关都是由一个二极管构成，因此测试它的好坏时，用三用表的二极管档，测试IGBT的C端和G端以及G端和E端（如图二所示），看他们是不是正向导通，反向截止。如果正反向都导通则证明IGBT已经击穿，就需要更换，更换新的IGBT需要注意的是在其底部均匀涂抹上一层导热硅脂，以利于散热。其他如保险，整流二极管，保险 空转二极管 变压器都可以利用三用表的二极管档进行测量，其中变压器主要是测量其是否烧断，存在断路。除了测量还可以用观察法，观察模块元器件是否变色，电解电容是否鼓包，如果电解电容鼓包了，应该将其更换，因为这个时候电容的容量变小，充放电的时间t=RC就会变小，导致滤波性能下降，因此需要更换新的电容。在更换电解电容时，一定要注意其正负极是否接对，否则一旦接反，加上电以后，电解电容就会爆炸。

3 功率模块的测试和维护

由于功率模块上的元器件较多，而我们主要是修理几个容易更换的元器件，因此当功率模块修理完成以后，需要对其整体进行测试，如果功率模块直接上发射机测试，由于安装麻烦，以及要受发射机播音时间等影响，费时费力，不是很方便。因此设计了一个模块负载电路，不用上发射机就能测试。该电路原理图（如图三）所示，R1，R2，R3，R4采用4根阻值为120Ω珐琅电阻（珐琅电阻是固定电阻器的一种，是用优质合金电阻丝绕制后其外表面烧结一层珐琅釉粉而成的功率型电阻器。该电阻器耐高温，防潮性能好，可广泛应用于各种电气设备和电子仪器的直流或低频交流电路中作降压、分压、分流或负载电阻用。在线绕电阻外面烧结了一层彩釉，就叫做珐琅电阻了）串联而成，R5（阻值50kΩ主要是为了分压限流保护发光二极管）和发光二极管串联后，再与R3，R4并联，就够成了一个简单的模块负载电路。在测试时，功率模块电源的输入端采用三相380v交流电输入，然后准备一块能正常工作的功率控制小板，利用功率模块保护管（AC管）工作正常后，功率模块控制小板上的开关状态监测电路会向调制器控制单元发送37kHz的方波信号，确认功率模块是否正常工作这一原理，将功率模块控制小板上的光发端和光收端用一跟光缆连接，这样就使光发端的光信号发送到光收端，从而控制开关管（DC管）的导通，功率模块上的空转二极管16端接负载的正端，19端接负载的负端（因为当功率模块输出电压时，空转二极管是截止的，在更换空转二极管时，要注意其正负极性）这样就可以控制模块一直处于工作状态。当功率模块上的两个发光二极管以及负载上的发光二极管都亮的时候，证明功率模块正常。同理我们也可以利用一块正常工作的功率模块来测量功率模块控制小板的好坏。实际测试电路连接图如图4所示。由于输入电压为三相380v，输出电压更是达到400v左右，因此在测试中一定要注意安全，做好安全措施，无关人员应该请离。对于功率模块的日常维护，首先应该保持其外观干净无尘，对于光缆头要定期用酒精棉清洁，仔细观察元器件是否有变色，电解电容是否有鼓包漏液等，每次检修完毕，要观察功率控制小板是否插好等。

4 结语

功率模块的维护是PSM发射机的一项重要的维护工作，它不仅关系到发射机的功率，还和播音指标息息相关。对于功率模块的异常现象，我们要透过现象看本质，全面分析，仔细测量，及时处理。以上分析总结，仅仅是我们的一点粗浅认识，如有不足，还请大家多多指正和交流。

参考文献

[1]黄晓兵.THB- 522 型150KW 短波发射机维护手册.北京：中国书籍出版社社，2011.5.

[2]TBH- 522 短波发射机说明书[A].北京：北京广播器材厂出版，2001.