启动组件在全固态中波发射机中的应用

摘要：目前大部分中波发射台已更新为美国哈里斯公司生产的全固态调幅中波发射机DX200，该发射机有一套独立的整流系统。整流机柜的启动组件是发射机主电源正常启动时的必经环节之一，点火板和晶闸管又是作为整流机柜中启动组件的最重要组成部分，弄清楚工作原理和工作方式对我们维护该发射机有着重要的作用。
关键词：模拟输入；功率控制；电源校准；日常维护

目前大部分中波发射台均已更新为美国哈里斯公司生产的大功率DX200型中波发射机。该发射机有一套独立的整流系统，整流系统把从10kV／205V、400kVA整流变压器送来的三相205V电源，用三相可控桥式整流电路转换成供发射机使用的+250V功放电源和+125V二进制电源。在DX200中波发射机启动、播音及关机和故障处理这一整套的工作过程中，在很多重要的板块中发挥作用，如低压电源板、控制板、模拟输入板和调制编码板等。由于各种板卡的重要性，在《广播电视发送与传输维护手册》中对它们的工作原理都有详细的介绍，但对点火板和晶闸管的介绍却几乎没有。整流柜的启动组件是发射机主电源正常启动时的必经环节之一，它们的重要性不言而喻，而点火板和晶闸管又是整流系统中，启动组件的重要组成部分，因此弄懂它们的工作原理非常有必要。

1 整流系统工作原理
DX200中波全固态调幅发射机是一个由多种功能板块共同构成的整体，在它的工作过程中，每一个板块都很重要，缺一不可。无论是在体积庞大的驱动级合成母板还是体积较小的打火检测板中，都发挥着不可替代的作用。

在整个DX200中波发射机的工作系统中，整流系统起着至关重要的作用。整流系统工作原理方框图如图1所示。根据工作性质的不同，DX 200整机的各个部分在正常播音中需要多种不同的工作电源，就需要整流系统来配合完成。DX200的整流系统将10KV／197V整流高压器送来的三相197V电压通过三相全波可控硅桥式整流器进行整流输出，一路输出约+250V直流电源，经水冷阻流圈滤波后分多路送到符个放大机柜供大台阶放大器使用；另一路到交流接触器K1、K2后送至驱动变压器变为3相98V电源，经三相全波整流后输出+125V电源，送给驱动放大器和预驱动放大器使用。另外，3相380V交流电源经交流接触器K5后送到各个风机使用，3相197V中线电压经过滤波器滤波后送到二进制放大器使用。在整流系统中，最重要的就是由点火板和可控硅共同完成的。
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3 晶闸管的工作原理
3．1 定义
晶闸管是一种大功率硅半导体器件，其在交流电路中主要起到稳压整流和变频等作用。晶闸管具有同半导体二极管相似的单向导电特性，但它的导通角可以控制，所以说它是具有可控的单向导电特性的整流元件，能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，把交流电变换成大小可调的直流电。晶闸管不会像继电器那样控制时有火花产生，它具有动作快、寿命长、可靠性好等特点，在自动控制、机电领域、工业电气及家电等方面都有广泛的应用。
3．2 工作特点
晶闸管是一种有源开关元件，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G。平时它保持在非导通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其导通。当它被触发后，通过它的电流只有一个交流周期的一部分，使通过它的电压只有全电压的一部分，这样就可以调节输出电压，同时起到开关作用。可控硅一旦被点火就算撤离触发信号它也保持道通状态，要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。
3．3 工作过程
在DX200波发射机中，+250V主电源都是由一个水冷的三项全波可控硅桥式整流器、滤波电感和相应的控制电路组成。电源的稳压通过控制可控硅的点火角度实现，电源的步进启动是通过一个电源控制器来实现的。当三相10KV电源送到各个PB200的整流变压器后输出三相197V到整流柜，主电源经过一个由7只可控硅组成的三相全波整流电路整流后输出约+250V的直流电源，经过水冷组六圈滤波后分多路送到各个放大机柜，供给大台阶放大器使用。可控硅的工作由来自点火板的点火脉冲控制。

4 启动组件在发射机中的应用
启动组件主要应用在发射机+250V功放电源整流系统中。+250V功放电源整流系统方框图如图3所示，功放电源整流系统主要南电源控制板，点火板、电源放电板、电源显示板、三相可控硅整流桥(Q1～Q6)、一只续流二极管(Q7)、滤波阻流圈(L2)等部件组成。

功放电源整流系统基本工作原理是电源控制板接到PB接口板送来电源允许信号(J6端)，在没有任何故障出现的情况下，放电板(A3)中的放电开关截止。电源控制板向点火板输出软启动指令和提供门延迟电压，使点火板工作，电流互感器T1采集三相交流电流信号，经过CRI三相桥式整流桥整流和电阻R19分流，得到一个动态的直流电压信号送到电源控制板中的电流检测电路，它作为电流反馈信号，对可控硅门延时角进行控制，当电流突然增大时，电流反馈信号也增大，通过相关运放电路，增大门延迟电压，即降低控制角，提高输出电压，另外此电流反馈信号还送到过流检测电路(电源控制板中)，对整流电源进行过流保护。在整流电压输出端分压电阻拾取的电压信号，作为电压反馈信号送到电源控制板相关运放电路中，进行稳压控制，即电压反馈信号降低时，增大门延迟电压，使延迟控制角减小，提高输出电压；反之，则降低功放电压，保持输出电压的稳定。
另外此反馈电压信号还送到过压和欠压故障检测电路(电源控制板中)，对整流电源进行保护。电源显示板的作用是把电源控制板检测出来任何故障进行锁定指示，电源放电板的作用是在发射机关机后，放电开关导通，快速地把+250V电源滤波电容残留的电荷泄放掉。

5 应用中需要注意的问题
为了保证可控硅正常工作，需注意点火板应满足以下条件：
(1)触发脉冲要有足够的移相范围并且要与主回路电源同步：为了保证可控硅变流装置在给定的控制范围内工作，必须使触发脉冲在相应的范围内进行移相；同时为了使某一周波重复在相同位置时触发可控硅，触发信号必须要与主回路电源保持固定的相位关系。否则，触发电路就不能对主回路的输出电压进行准确的控制，严重时会造成短路等事故。
(2)触发脉冲信号应有足够的宽度和功率：为了保证所有元件在各种可能的工作条件下均能可靠触发，点火板送出的触发电压和电流必须大于元件规定的最大值，且留有足够的余量。另外，由于可控硅的导通需要一定时间，所以触发脉冲信号应有一定的宽度才能保证被触发的可控硅可靠导通。

6 结束语
作为发射机整流系统中较为重要的环节，启动组件在发射机中起着重要的作用。因此，其核心器件可控硅与点火板的工作原理值得我们去学习和研究。因为可控硅系统和FCOG6100点火板具有良好的通用特性，在DX系列发射机中被广泛应用。掌握他们的丁作原理和工作方式有利于发射机的维护和维修工作。