全固態(tài)電視發(fā)射機中的高性能開關電源設計(2)

　　三、固態(tài)發(fā)射機中開關電源原理及維修

　　以上是開關電源基本原理和控制方式的介紹，結(jié)合我們實際工作中固態(tài)發(fā)射機開關電源控制方式以及理論理解，使我對大功率開關電源原理、整體控制方式有了進一步的認識?，F(xiàn)以5kW- 14CH 大功率合放式全固態(tài)電視發(fā)射機直流26V/100A 正激開關電源變換器的工作原理和維修方法來簡單介紹一下，如圖1- 3 所示：

　　輸入電壓220V AC 經(jīng)過輸入防電磁干擾濾波器，經(jīng)過整流電路、開機浪涌電流啟動保護電路和濾波電路，產(chǎn)生280V 左右的直流電壓，供給變換器單元。控制單元包括電壓、電流比較放大器，PWM 比較器，輔助電源等，它控制一個雙晶體管正激變換器，從而達到穩(wěn)定輸出電壓目的，經(jīng)變壓器耦合向負載傳輸能量。

　　對于大功率輸出開關電源變換器，常用還有全橋變換器、半橋變換器等。雙晶體管正激變換器也是一種單端變換電路，它不像半橋、全橋變換器等雙端電路，其變壓器不易飽和，同時驅(qū)動簡單，是大功率開關電源較為理想電路之一。

　　通過以上簡單原理介紹，我們就可以對開關電源的檢修有一定的幫助。現(xiàn)在我以圖1- 3為參考介紹一下開關電源的幾種簡單維修方法：

　　1、詢問法：根據(jù)工作人員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的開關電源的異常情況的敘述加以分析，從中分析開關電源的問題所在。例如，開關電源輸入功率較大時，每臺開關電源需要增加風冷或者水冷，一般開關電源為風冷，當風扇出現(xiàn)故障時，開關電源內(nèi)部熱量劇增，出現(xiàn)異味，當溫度升至設定保護值時，開關電源停止工作，無電壓輸出，停機重啟一段時間后又重復出現(xiàn)故障。

　　此時我們可以通過檢查熱保護功率管散熱元件，看溫升情況，同時檢查冷卻風扇就可以找到問題的根源所在。反之如果電壓電流溫升正常應檢查溫控電阻及CW1525 溫控保護電路。

　　從上我們可以知道通過詢問現(xiàn)場工作人員開關電源的工作狀態(tài)，會給我們維修帶來許多珍貴信息，為維修帶來方便。

　　2、觀察法：通過觀察開關電源的每一個器件狀態(tài)是否正常，特別是功率型器件是否出現(xiàn)短路、燒爆、及開路狀況，我們可以根據(jù)不同異常點來分析判別故障點，從而判斷出開關電源損壞部位。例如圖1- 3 中T1、T2 出現(xiàn)燒爆，我們就可以直觀分析出雙功率MOSFET 燒壞。此時可以判別出有以下幾種原因燒壞此管。（1）：雙功率管自身性能變差。（2）：變壓器初級B1出現(xiàn)短路現(xiàn)象。（3）：RCD 緩沖保護電路損壞。（4）：過流短路保護電路損壞。雙功率管修復時除了檢查保護電路、變壓器外，還應該檢查雙管柵極驅(qū)動電路，因為燒壞雙功率管時短路電流較大，還可能造成其輸入電路的損壞，此時應檢查輸入整流浪涌保護電路是否完好。通過觀察可以迅速判斷開關電源損壞部分，為快速修復開關電源提供直觀修復方法。

　　3、測量對比法：通過檢測各點正常電壓加以比較就判別出故障部位。如開關電源無電壓輸出，此時各點測量輸入回路電壓、輔助電源。

　　當輔助電源無電壓輸出時，CW1525 驅(qū)動電路無法工作，開關電源無電壓輸出，應檢修輔助電源，當輔助電源正常，應檢查CW1525 驅(qū)動輸出電路， 可采用斷開驅(qū)動柵極方法辨別CW1525 驅(qū)動電路的好壞，同時采用分段測量方法檢查雙功率管是否開路， 重點檢查CW1525 控制電路、熱保護電路、過壓保護電路等，以上幾種電路中只要有一種出現(xiàn)故障，均會出現(xiàn)無電壓輸出。又如輸入電壓正常，輕載工作正常，當測量時，加載電流達到實際輸出電流的80%時，輸出電壓正常無下降狀況，開關電源突然關斷，無電壓輸出，減載開機輸出電壓正常。對此可判別出是因短路過載取樣電路電壓出現(xiàn)故障。正常情況下，一般取樣分流電阻增大， 使互感器經(jīng)二極管D1、D2 兩端電壓升高， 短路保護提前動作所致。合理調(diào)整D1、D2 兩端分流電阻R3 阻值就達到修復此故障的目的。

　　通過以上幾種處理故障維修方法在實際中的運用，就完全可以提高自己對開關電源原理的理解，從而在加深原理理解后，運用原理去指導發(fā)現(xiàn)、處理故障的新方法，以提高自己的業(yè)務水平。

　　四、電視臺發(fā)射機電源應滿足的技術(shù)指標

　　1、電視臺發(fā)射機功率一般都比較大，少則幾KW,多則幾十KW,選擇開關電源時，應首先考慮其運行的可靠性，常采用多臺并聯(lián)均流供電方式。要求開關電源的并聯(lián)均流不平衡度≤±3%,電視臺用發(fā)射機是變量負載，所以選擇開關電源時應選用瞬變負載能力較強的開關電源。

　　2、開關電源在工作中會產(chǎn)生高次諧波、紋波系數(shù)， 它們必須滿足臺用發(fā)射機的技術(shù)要求，否則會影響發(fā)射機的發(fā)射性能。單臺機器的紋波系數(shù)應<50mv,對諧波干擾要求必須滿足歐美EN55022B、U1950 及我國3C 認證標準。

　　3、為適應節(jié)能環(huán)保技術(shù)要求，應選用功率因數(shù)>0 . 98 ,工作效率>90%的開關電源。

　　4、單臺開關電源負載功率密度≥0.28W/cm3.

　　5、單臺開關電源輸出最大功率時，疊加在直流電壓上的紋波電壓的峰峰值應<50mV.

　　6、開關電源在空載開機時，輸出會產(chǎn)生超過額定電壓值的瞬時過沖，此過沖值應<1V.

　　7、電源模塊的負載從滿載（指最大輸出電流Io=100A）突然跌落到空載（或接近空載）成為重減載，此時輸出會產(chǎn)生超出額定電壓值的瞬時過沖，此過沖值應<1V.

　　8、電源儲存的環(huán)境溫度為- 50℃ ~+65℃ ; 電源工作的環(huán)境溫度為- 40℃ ~+55℃。?五、結(jié)束語。

　　合理選擇電路技術(shù)參數(shù)，可以滿足現(xiàn)代化電視臺發(fā)射機電源的功率因數(shù)、效率、體積、重量等性能要求。良好的開關電源可使電源在惡劣環(huán)境下正常工作。雙晶體管正激變換器中，控制電路采用電壓、電流雙閉環(huán)反饋電路，使電源的動態(tài)性能優(yōu)越，可自動限制輸出電流，從而實現(xiàn)過流保護，又能在負載突變的情況下實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定，確保發(fā)射機安全可靠運行。