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DAM中波广播发射机直流稳压电源详解

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  摘  要:直流稳压电源为DAM中波发射机的调制编码板提供了B+和B-电源,同时还提供了两路交流接触器的控制电路和两路互锁传感电路。它主要以集成电路UC3834稳压块为核心,来实现所有正电压电源和负电压电源输出。
  关键词:UC3834;B+电源;B-电源
  中图分类号:TN931                文献标志码:A
  1 电路的工作原理
  调制编码板的B+和B-电源来自直流稳压电源。在直流稳压电源中用了2个UC3834集成电路线性稳压块,B+(+5.75VDC)电源和已调制B-电源各用一块。不同于发射机的其他电路板,直流稳压电源上的有2种“地”模式,对于B+(+5.75VDC)和已调制B-电源来说,其地线在板上是始终分离的。
  1.1 线性稳压块的说明
  UC3834既能用于正电源又能用于负电源,通过外接扩大电流晶体管2N5629和2N6029实现放大电流。UC3834的内部电路具有故障报警功能,同时提供参考电压,采用集电极开路输出方式。还可以外接外部补偿网络来提高稳压器的可靠性。
  1.2 稳压电路的工作过程
  电源输出电压比较电路和内部参考电压误差比较电路构成了稳压电路。直流稳压电源电路采用最基本的正电压电源和负电压电源电路。误差放大器为集成电路内部驱动放大器提供电流输入,同时还为内部驱动放大器提供过流保护。同时还有针对驱动放大器的内部过流保护电路。集成电路内部驱动放大器为外部串联晶体管提供控制电流。在驱动器吸入电流端对应正电源,而在驱动器的释放电流端对应于负电源。当电源输出电压偏高时,UC3834降低扩流晶体管的输入电流,进而降低了电路的输出电压;当电源输出电压偏低时,UC3834提高晶体管的输入电流进而提高电路的输出电压。
  2 B+(+5.75直流)稳压电源
  B+电源使用一块UC3834稳压块和外接晶体管2N6029,非稳压的+8VDC电压作为B+电源的输入电源,在送入UC3834的输入短前,由滤波电容和旁路电容降低输入的高频噪声。
  2.1 基本稳压电源电路
  B+电源的UC3834的参考电压及电压分压采样器(8 k电阻与10 k电位器)决定了输出电压,稳压器控制输出电压。因此UC3834集成电路输入的参考电压应等于输入的采样电压,输出电压Vout=Verf/[8/(8+可调电位器阻值)]。正电源参考电压采用UC3834内部的1.5 V电压。外接晶体管2N5629的基極由UC3834的吸收电流输出端驱动,源极通过电阻接地。
  2.2 误差放大器参考电路
  B+电源包括开机电路,它由分压电阻与稳压管组成输出约1.2 V的参考电压。在内部参考电压在开机过程中打开时,肖特基二极管是正偏置的,在UC3834的输出稍低于1V的电压到误差放大器正向输入端,当内部参考电压升高,二极管VD1将反偏置则误差放大器的参考电压将随集成块内部参考值变为+1.5 V。
  2.3 其他稳压电路器件
  供给集成电路内部电压,+8VDC通过限流电阻为UC3834内部电路提供电源。UC3834的输出端和地之间有去耦电容提供反馈环路补偿。在输出端起保护作用的器件包括齐纳二极管和旁路电容器。稳压二极管接在输入、输出之间提供反接电压保护,防止三极管2N5629接反时损坏。
  2.4 在发射机中的其他正压稳压电源
  直流稳压电源上的其他UC3834线性集成电路电源的工作过程和B+电源相似。电压分压采样电阻、补偿电路元器件及集成块驱动器发射极电阻等,在不同的电源中为不同的值。同时+15V电源没有用B+电源的启动电路。
  3 已调制B-电源
  已调制B-电源输出的负电压送到调制编码板上,B-电压的变化随发射机的音频调制信号和载波功率的变化而变化。每个功放模块的开通和截止时间由该模块此时刻承受的负载决定,而模块负载的大小由此时刻开通功放模块的数量决定,引入已调B-信号的目的就是用于控制功放模块的开启和截止的时间,确保发射机的功放级稳定工作。在负峰调制或发射机低载波功率状态下,发射机仅有少数大台阶模块工作处于工作状态,此时每个功放模块承担的负载很轻。随着被开通大台阶功放模块数量的增加,功放模块承担的负载越来越重,功放模块的开通和截止时间同时变长。当发射机处于高功率电平输出时,被开通的功放模块数量较多,此时,单个功放模块的负载受开通和截至功放模块的数量影响较小。为了弥补发射机低功率电平输出状态下的这个缺陷,正峰调制时B-电压必须更负;而当发射机开通功放模块较多且处于高功率状态时负载必须缓慢变化。和“音频+直流”采样变化相同,B-电压必须是非线性变化。
  (1)已调制B-电源的输出电压
  当发射机处于满功率且输入100%音频调制信号时,已调B-信号的变化范围是-2~-6VDC。对应100%正峰调制时的瞬时电压约-6 V,100%负峰调制时的瞬时电压约-2 V。当发射机处于低功率状态时,B-信号的变化范围将减小。
  (2)已调制B-电源保护电路
  UC3834外接晶体管2N5629。对应已调制B-电源的参考电压是负的,“音频+直流”信号的采样来自模拟输入板。参考电压电路由2只开关二极管和分压电阻网络组成。齐纳二极管和匹配电阻给这个电路提供了稳压的-1.22 V参考电压。UC3834的输入端接肖特基二极管,防止引入正参考噪声信号。
  (3)已调制B-电源的稳压电路
  通过调整输出端外接电位器来改变分压网络的参考分压比,可以改变UC3834的输入参考电压,进而改变稳压电路的输出电压。UC3834的内部误差放大器比较输入的参考电压和输出电压的采样值后输出的电平信号控制外接晶体管的2N5629的基极电流,使输出电压达到设定值,因此在9脚与8脚之间的电压差基本为零。B-电源的输入电压来自非稳压的-8VDC,它由低压变压器输出经保险管送来。电容提供高频和低频旁路。非稳压输入电压可在输入端测量,B-输出电压可在输出端测量,其输出电压取决于发射机功率和瞬时调制电平。补偿网络由耦合电阻与电容构成,补偿信号进入UC3834的V-端。“故障延迟”时间由UC3834的非稳压输入端的电容决定。外接晶体管的两端并联稳压二极管,当非稳压输入的信号变化时保护稳压电路。稳压电路发生失效时齐纳二极管快速钳位保护。
  4 互锁状态电路
  在直流稳压电源中包括一些与B+和B-电源没有直接关系的机器控制部分的互锁电路和执行电路。电阻串是门互锁和外部互锁电路的一部分。光电耦合器和输出端接入的驱动三极管和交流接触器构成了驱动执行电路。
  5 寻找故障
  寻找故障时观察显示屏提示的故障信息,直流稳压电源故障在显示屏上将报B+或B-故障,同时直流稳压电源的故障指示灯也会报警。排除故障时检查电源保险,然后检查电缆的连接情况。
  5.1 B+故障
  在对元器件进行检查前先断开初级交流电源。在去掉电源的保险丝后,利用欧姆表的低阻挡检查外部晶体管(记住有一个整流二极管跨接于晶体管上)。如果发现短路,拿掉外接晶体管分别检查二极管和晶体管。除非在输入端偶然有反相电压,二极管的失效是不常见的。如果外接晶体管和保护二极管检查是正常的,替换怀疑有问题的集成块。如果集成稳压块没有问题,用欧姆表检查负载是否短路或其他元器件失效。
  5.2 B-故障
  排除B-故障的过程和排除B+故障相同。如果电源保险和电缆连接均正常,检查模拟输入板来的“音频+直流信号”。如果“音频+直流”信号也正常则检查B-电源的调整电路,一般是调整电路设置的不合适,需要重新调整电位器给B-电源稳压块UC3834选择合适的参考电压。
  6 结语
  该文叙述了直流稳压电源的工作原理及其故障寻找的有关内容,详细介绍了直流稳压电源中使用的UC3834集成电路和外围器件组成的B+电路与B-电路,希望可以给发射台同行带来帮助。
  参考文献
  [1]张丕灶.全固态中波发送系统调整与维修[M].福建:厦门大学出版社,2007.
  [2]刘洪才.中短波广播发射机[M].北京:中国广播电视出版社,1999.
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