全固态电视发射机中的高性能开关电源设计(2)

　　三、固态发射机中开关电源原理及维修

　　以上是开关电源基本原理和控制方式的介绍，结合我们实际工作中固态发射机开关电源控制方式以及理论理解，使我对大功率开关电源原理、整体控制方式有了进一步的认识。现以5kW- 14CH 大功率合放式全固态电视发射机直流26V/100A 正激开关电源变换器的工作原理和维修方法来简单介绍一下，如图1- 3 所示：

　　输入电压220V AC 经过输入防电磁干扰滤波器，经过整流电路、开机浪涌电流启动保护电路和滤波电路，产生280V 左右的直流电压，供给变换器单元。控制单元包括电压、电流比较放大器，PWM 比较器，辅助电源等，它控制一个双晶体管正激变换器，从而达到稳定输出电压目的，经变压器耦合向负载传输能量。

　　对于大功率输出开关电源变换器，常用还有全桥变换器、半桥变换器等。双晶体管正激变换器也是一种单端变换电路，它不像半桥、全桥变换器等双端电路，其变压器不易饱和，同时驱动简单，是大功率开关电源较为理想电路之一。

　　通过以上简单原理介绍，我们就可以对开关电源的检修有一定的帮助。现在我以图1- 3为参考介绍一下开关电源的几种简单维修方法：

　　1、询问法：根据工作人员在现场发现的开关电源的异常情况的叙述加以分析，从中分析开关电源的问题所在。例如，开关电源输入功率较大时，每台开关电源需要增加风冷或者水冷，一般开关电源为风冷，当风扇出现故障时，开关电源内部热量剧增，出现异味，当温度升至设定保护值时，开关电源停止工作，无电压输出，停机重启一段时间后又重复出现故障。

　　此时我们可以通过检查热保护功率管散热元件，看温升情况，同时检查冷却风扇就可以找到问题的根源所在。反之如果电压电流温升正常应检查温控电阻及CW1525 温控保护电路。

　　从上我们可以知道通过询问现场工作人员开关电源的工作状态，会给我们维修带来许多珍贵信息，为维修带来方便。

　　2、观察法：通过观察开关电源的每一个器件状态是否正常，特别是功率型器件是否出现短路、烧爆、及开路状况，我们可以根据不同异常点来分析判别故障点，从而判断出开关电源损坏部位。例如图1- 3 中T1、T2 出现烧爆，我们就可以直观分析出双功率MOSFET 烧坏。此时可以判别出有以下几种原因烧坏此管。（1）：双功率管自身性能变差。（2）：变压器初级B1出现短路现象。（3）：RCD 缓冲保护电路损坏。（4）：过流短路保护电路损坏。双功率管修复时除了检查保护电路、变压器外，还应该检查双管栅极驱动电路，因为烧坏双功率管时短路电流较大，还可能造成其输入电路的损坏，此时应检查输入整流浪涌保护电路是否完好。通过观察可以迅速判断开关电源损坏部分，为快速修复开关电源提供直观修复方法。

　　3、测量对比法：通过检测各点正常电压加以比较就判别出故障部位。如开关电源无电压输出，此时各点测量输入回路电压、辅助电源。

　　当辅助电源无电压输出时，CW1525 驱动电路无法工作，开关电源无电压输出，应检修辅助电源，当辅助电源正常，应检查CW1525 驱动输出电路， 可采用断开驱动栅极方法辨别CW1525 驱动电路的好坏，同时采用分段测量方法检查双功率管是否开路， 重点检查CW1525 控制电路、热保护电路、过压保护电路等，以上几种电路中只要有一种出现故障，均会出现无电压输出。又如输入电压正常，轻载工作正常，当测量时，加载电流达到实际输出电流的80%时，输出电压正常无下降状况，开关电源突然关断，无电压输出，减载开机输出电压正常。对此可判别出是因短路过载取样电路电压出现故障。正常情况下，一般取样分流电阻增大， 使互感器经二极管D1、D2 两端电压升高， 短路保护提前动作所致。合理调整D1、D2 两端分流电阻R3 阻值就达到修复此故障的目的。

　　通过以上几种处理故障维修方法在实际中的运用，就完全可以提高自己对开关电源原理的理解，从而在加深原理理解后，运用原理去指导发现、处理故障的新方法，以提高自己的业务水平。

　　四、电视台发射机电源应满足的技术指标

　　1、电视台发射机功率一般都比较大，少则几KW,多则几十KW,选择开关电源时，应首先考虑其运行的可靠性，常采用多台并联均流供电方式。要求开关电源的并联均流不平衡度≤±3%,电视台用发射机是变量负载，所以选择开关电源时应选用瞬变负载能力较强的开关电源。

　　2、开关电源在工作中会产生高次谐波、纹波系数， 它们必须满足台用发射机的技术要求，否则会影响发射机的发射性能。单台机器的纹波系数应<50mv,对谐波干扰要求必须满足欧美EN55022B、U1950 及我国3C 认证标准。

　　3、为适应节能环保技术要求，应选用功率因数>0 . 98 ,工作效率>90%的开关电源。

　　4、单台开关电源负载功率密度≥0.28W/cm3.

　　5、单台开关电源输出最大功率时，叠加在直流电压上的纹波电压的峰峰值应<50mV.

　　6、开关电源在空载开机时，输出会产生超过额定电压值的瞬时过冲，此过冲值应<1V.

　　7、电源模块的负载从满载（指最大输出电流Io=100A）突然跌落到空载（或接近空载）成为重减载，此时输出会产生超出额定电压值的瞬时过冲，此过冲值应<1V.

　　8、电源储存的环境温度为- 50℃ ~+65℃ ; 电源工作的环境温度为- 40℃ ~+55℃。?五、结束语。

　　合理选择电路技术参数，可以满足现代化电视台发射机电源的功率因数、效率、体积、重量等性能要求。良好的开关电源可使电源在恶劣环境下正常工作。双晶体管正激变换器中，控制电路采用电压、电流双闭环反馈电路，使电源的动态性能优越，可自动限制输出电流，从而实现过流保护，又能在负载突变的情况下实现输出电压的稳定，确保发射机安全可靠运行。