KW充电模块

[摘  要] M2W100KW发射机总有80块相同的射频功率放大器即功放模块（ST），功放模块是发射机的重要组成部分。本文主要介绍功放模块的原理及自己修复模块过程中的一些经验，希望给大家有所帮助。

[关键词]M2W100KW 功放模块 故障解析

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0128-02

（一）引言

M2W100KW摸块式中波发射机（Modular Medium Wave Transmitter）简称M2W机，它是瑞士汤姆孙卡斯特（Thomcast）公司最新生产的全固态数字化调幅发射机。其射频功放摸块的特点是：全机只用了一种功放模块，其线路设计技术先进，大规模采用集成线路，内有自己独立的控制系统和保护装置，工作稳定、效率高、价格贵。

（二）射频功放模板原理

射频功放模板原理图如下：

一个功放摸板的核心是H桥。每个模块由4对8只MOSFET两两并联组成四个开关S1、S2、S3、S4做为H桥的4个腿。用5V补偿（Chmplementayy MOS即CMOS）做输出转换元件，形成方波输出。因是5VCMOS转换，故四组CMOSFET分别受控于各自的门驱动器（Gate Drjver  简称—GD），其驱动阻抗低，方波转换速度快。上方的两个GD位于S1、S3的源极，它们处于悬浮电位;而底下的两个GD处于S2、S4的源极，为地电位。

H桥的控制信号有三种;一是粗调阶梯的控制信号，当功放模板需要合闸时，它是高电平，否则为低电平，图中标为on。二是场效应管的激励信号Fc+和Fc-，Fc+与S1、S2的ILS输入端相连，Fc-与S3、S4的ILS 输入相连。因GD处于悬浮电位，H桥受控的开关信号要经过电平转换器ILS的隔离才能送到门激励器GD;又从5V到GD所需电平的转换，以保持悬浮侧脉冲的再生。VDD=300V的电源电压经熔断器送到S1、S2的漏极。而处于悬浮电位的驱动器它的直流电源需经过电位隔离来供给。

射频功放模板有五种控制检测信号：（1）VDD输入电路的熔断器;（2）DC/AC转换器的输出电压;（3）模块工作时温度（4）电桥左路与右路输入和输出的电压差;（5）开通信号。

有五种检测指示：（1）FS保险 （2）PWR驱动 （3）T温度 （4）CORR控制（5）on开通信号。

（三）关于引起模块“FS”故障的原因解析

图1所示：在保险F1不熔断的情况下，VDD（300v）经过40个47N500V的滤波电容滤波后，根据V501、V511、V502、V512、V503、V513、V504、V514通断情况输出射频功率。当保险F1熔断的情况下，VDD经过分压电阻R701、R702、R703、R704、R705、R706、R707、R708、光电耦合器2端、3端的发光二极管及电阻R711、R712、R713、R714接地形成一个回路，这时光电耦合器2端、3端的发光二极管开始发光，A515的5端、6端接通，6端的5V高电平变为低电平，V544、V545截止。这时A10F的13端变为高电平，12端变为低电平，继而引起“FS”故障，下面详细说一下容易引起“FS”故障的几个故障点：

1.当300V滤波电容损坏或被击穿造成保险F1爆继而引发“FS”故障，对于这种情况只需更换相应的故障电容即可。在更换电容时，为保证电容与焊盘紧密的接触，首先应将焊盘清洁干净，使电容紧贴PCB板。如果在相同位置出现电容多次爆裂现象，可以将故障电容与其相邻的电容两端焊接，增加与焊盘的接触面，可以有效的防止电容接触不好引发的爆裂现象。

还有一种情况引起电容炸裂，由于机箱变形或安装模块不规范，使模块与其相邻模块散热片太近，导致300VDC直接加到散热片上，使电容炸裂。如何判断是电容接触不好还是机箱变形呢？一般情况下，由机箱变形引起的，电容一端烧毁，由接触不好引起的，电容两端同时炸裂。

2.场效应管击穿引起的“FS”故障，下面列举几种维修过程中常见的管子击穿情况：

（1）当场效应管V501的漏极和源极击穿，场效应管V512的栅极、漏极、源极全部击穿，VDD直接通地，产生大电流，从而使12.5A保险F1爆，引起“FS”故障。

（2）通过给板子加48V和5V电压，测得V512栅极电压为13.2VPP，正常情况下为19VPP，观察发现V513与散热片吱火，引起V512损坏。

（3）通过给板子加48V和5V，测得V512栅极为26.4VPP，正常情况下为19VPP，用万用表测G、D、S各级间阻值，未发现击穿现象，后来发现V513与散热片有吱火现象，引起V512性能变差。

（2）、（3）都是由于管子与散热片吱火引起的，这种情况一般是由于管子与散热片之间的绝缘垫片绝缘性变差或绝缘垫片破裂引起的，因此我们在安装散热块时要仔细检查绝缘垫片有无破损及变色现象，有的话及时更换新的。

对于以上情况只需更换损坏的IRFP460LC管子即可，更换需用工具及注意事项：？电烙铁（40W足够用，功率太大容易烫坏焊盘）？吸锡泵？静电手环，特别是秋冬季节，气候干燥，身体携带的静电比较多，如果不采取防护措施，极易使场效应管损坏。④IRFP460LC管子⑤安装管子时，V503、V513、V504、V514的栅极一定要加装磁环，防止管子再次击穿。⑥弯管子管脚时，管脚弯曲角度不能高于管子，防止接触到散热片。⑦更换管子一般是成对更换的 ，比如V501、V502击穿时，会将V501、V511、V502、V512全部换掉，因为V501、V502击穿时，V511、V512内部可能也已经损伤。

3. A515、V545原因引起的“FS”故障

模块在自检过程中出现“FS”故障，拔下模块发现IRFP460LC管子、保险F1均正常，这就说明“FS”检测通路出现问题，正常情况，FUSE-OK信号为高电平即A10F的13脚为低电平，现在将A10F的13脚接地，人为给它一个低电平信号，如果这时“FS”红灯熄灭，说明A10之后的逻辑通路是正常的，重点排查VDD到A10之间的检测通路，VDD到A10之间的最易出现问题的是A515和V545，下面给大家阐述一下A515和V545。

A515：

A515是一个高增益光电耦合器，它有一个发光二极管 （LED） 和一个集成高增益光检测器组成，来提供输入和输出直接的极高电流传输比。光检测器和输出级之间具有独立引脚，从而实现 TTL 兼容的饱和电压和高速操作。 VCC 和 VO 终端可能被绑到一起来实现惯常的光敏达林顿晶体管放大器操作。基极接入终端实现对增益频段的调节。

HCPL-0700 主要用于 TTL 应用中。一个 1.6mA LED 在 0°C 到 70°C 间的电流传输比 （CTR） 最低是 300%（1 个 TTL 负载）。300% 的最低 CTR 使得 1 个 TTL 负载可使用 2.2k ohm 的上拉电阻来操作。

依据要求可选择低至 250mA 的更低输入电流。

特点：

* 高电流传输比 - 2000% 典型值

* 低输入电流要求 - 0.5mA

* TTL 兼容输出 - 0.1 V VOL 典型值

* 0°C 到 +70°C 工作温度性能保证

* 基极接入带来增益带宽调整

* 高输出电流60mA

* 安全认证：

- UL 1577 2，500V/1min

- CSA

* 提供 DIP-8 和 SOIC-8 宽体封装选择

* 可选方案包括：

- 300 = 鸥翼型表面贴装方案

- 500 = 卷带式封装

- xxxE = 无铅方案

应用

* 接地隔离多数逻辑系列 - TTL/TTL、COMS/TTL、CMOS/CMOS、LSTTL/TTL、CMOS/LSTTL

* 低输入电流长线接收器

* EIA RS-232C 长线接收器

* 电话铃音检测

* 117V 交流线路电压状态指示器 - 低输入功耗

通过以上描述我们知道了A515的基本属性，下面我们开始测试A515的好坏，拔掉保险F1，在XF1位置加12VDC电压，如果“FS”红色指示亮，装上保险F1，“FS”红色指示熄灭，说明A515是好的，反之A515是坏的。

V545就是一个三极管，当三极管的发射极和集电极被击穿时，FUSE_OK一直是低电平信号，“FS”红色指示一直亮。

总结：M2W100KW在无线局使用范围比较少，相关方面的资料稀缺，关于模块修复的一些见解，也是在实践中一点一点的摸索出来的，希望给大家有所帮助，有什么不足之处，也希望各位同仁批评指正。关于PWR驱动 、T温度 、CORR控制、on开通信号的一些故障分析，在以后工作中，也会去积极的总结。

参考文献

[1] M2W100KW维护手册

[2] 无线局.M2W100KW型大功率中波发射机维护图纸.北京：2000.6

作者简介：

姚杰勇，男，（1981- ）河南省郑州市人，民？族：汉？职称：工程师，本科学历，现任国家新闻出版广电总局554台甲机房检修班班长，主要从事中波发射机的维护工作。