R&S甚高频发射机电源故障案例

R&S甚高频发射机电源故障案例

郭述升

关键词R&S：甚高频发射机；告警；检修；电路分析

一、R&S甚高频发射机简介

R&SSU220A/SU250A甚高频发射机是德国R-OHDE&SCHWARZ公司生产的一套甚高频发射机，该系统包括8通道发射机和接收机与天馈线系统。该系统的AM无线信号频率范围为118MHz-144MHz，主要用作空中交通管制的无线通信、航空公司航班的内部通信以及救援服务等。

R&SSU220A/SU250A甚高频发射机采用模块化设计，可对设备参数进行设置，具有较高的平均故障间隔时间，电源方面支持AC/DC自动切换，支持主/备机自动切换。并且能够在设备环境恶化时自动降低发射功率，在达到临界工作温度时自动关机等保护功能。在维护方面，该设备故障较少，现将运行中出现的几个电源故障案例进行分析。

二、典型案例分析

（一）整流二极管故障

故障现象：

在我们使用过程中R&S发射机曾出现管制员反应发射时有颤音的现象，发射距离降低，信号强度降低，检查该设备发射功率降低，电源输出24V电压输出为26V,对比另一部发射机，电源电源输出24V电压输出为26.8V。更换电源后，故障消除，可确定故障出在电源模块。

根据图纸Fig6.6AC/DCPowerSupplyA15，BlockDiagram,该电源使用全波整流电路，当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压Vo=vi-VD1。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压Vo=vi-VD2。

由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率是半波整流的一倍。检测发现整流二极管D2开路故障，按照整流电路理论，整流二极管D2开路后全波整流电路实际成为半波整流电路，输出电压应将为13.4V。实际测试输出为26V,但电源带负载能力明显降低，致使输出功率不稳定，发射机出现发射距离降低，发射时有颤音的现象。

（二）滤波电容故障

故障现象：

发射机输出有交流声，杂音大。更换电源后，故障消除，可确定故障出在电源模块。检查电源模块无24V输出，整流二极管D1和D2均正常，滤波电容C1观察有鼓包现象，更换C1后电源恢复正常，由此可判断故障出在滤波电容C1。

全波整流输出的直流脉动电压仍然不能满足电子电路对直流电源的要求，必须经过平滑（滤波）处理。滤波电容是并联在整流电源电路输出端，用以降低交流脉动波纹系数、平滑直流输出的一种储能器件。在使用将交流转换为直流供电的电子电路中，滤波电容不仅使电源直流输出平稳，降低了交变脉动波纹对电子电路的影响，同时还可吸收电子电路工作过程中产生的电流波动和经由交流电源串入的干扰，使得电子电路的工作性能更加稳定。与半波整流相同，平滑处理电路是在全波整流的输出端接一个电容。电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电，使输出电压得到相应的平滑。

滤波电容故障，导致24V直流电输出不稳定，发射机输出有交流声，杂音大。

（三）TX-NOGO告警案例分析

故障现象：

发射机曾出现以下告警现象：发射机面板显示屏上出现TX-NOGO、TX-ERR告警，无法开启发射，面板上TEST灯灭。

根据技术手册，先更换调制模块，故障依旧，更换电源模块，故障消除，因此可以确定故障出在电源模块，测试电源输出24V正常，测试+18V、+10V、+5V电压输出均正常，-10V输出为-7.8V,确定故障为-10V电压输出电路。电源板-10V电压产生电路，是由LT1054构成的电压转换模块，把+18V的输入转化为-10V输出。检测+18V正常，+18V电压经L3输入芯片14脚，从11脚输出。C12的作用是提供一部分的电流，避免14脚对输入端的电流抽取过大，导致+18V电压波动。最小取值大于2uF，在输出电流大的情况下可以采用更大的容值，此处采用100uF。R19和R20的作用是降低芯片的功耗，以避免芯片的工作温度过热。具体取值可参见LT1054芯片手册。C15是充放电电容，作用是随着芯片内部的开关闭合、断开工作在两种不同的状态。其中一种是从输入端获得电流，进行充电，另外一种是向输出端放电，产生输出电压。开关的频率由芯片内部决定。C15的取值与C13相关，必须为C13的1/10。R21和R22的作用是决定输出电压的大小。按此公式计算得到Vout为-13.54V。

LT1054的最大工作范围根据手册为：当输出电压绝对值小于15V的情况下，输入电压可最大为20V。因此本应用在LT1054的工作范围内。C13后面为直流稳压源电路，功能是由-13V左右的输入取得输出稳定的-10V输出。当接上负载时，负载将获得-9.3V的电压输出。此处假设BCY79结压降为0.7V。接上负载后，BCY79三极管工作在正常状态，负载将获得-9.3V电源输出，电流根据负载阻值决定，最大不能超过BCY79的ICE最大工作电流(100mA)和LT1054提供电流的最大值(100mA)。作完上述电路分析后，在A点处将-13V以后的电路断开，检测-13V正常。将BCY79三极管断开，检测V6稳压二极管输出-10V正常。将BCY79三极管更换，故障依旧。

确定后级负载为正常模块的情况下，判断-10V电源模块带载能力低，导致接上负载后，电压下降。为进一步确定TXNOGO告警原因为-10V电压低引起，使用直流稳压源，单独供给-10V，同时设置直流稳压源保护电流为80mA。此时告警消除，开发射正常。确定问题就在-10V电源范围，原因为带载能力低。怀疑部分引脚出现虚焊，将芯片周围引脚均进行加固，故障未解决。准备更换电压转换芯片LT1054。重新确定LT1054外围器件性能。并使用电容表测量各个电容。发现C15容值为5.8uF。低于标称值10uF。将C15更换，-10V电压输出恢复正常，实测-9.4V，Test灯亮，开发射正常。

结束语：以上是R&S发射机电源出现的几个故障案例，R&S甚高频发射机电源工作比较稳定，一些隐性故障不易发现，对管制指挥出现的话音质量下降、作用距离缩短，需要检查电源品质是否下降，电源工作时间长，功率高，容易出现老化现象。对管制员提出的一些性能下降的抱怨，我们机务人员应当认真听取，仔细分析，特别是隐性故障，必须及时发现，及时排除。希望本文能对甚高频设备的维修提供一些有益的思路，不足之处还望同行多多给予指教。

参考文献：

[1]徐基钢.ROHDE&SCHWARZVHF设备讲义[M].天津：中国民航大学，2005.

[2]徐丽香.模拟电子技术[M].电子工业出版社，2012

[3]姚年春.电路基础[M].北京：人民邮电出版社，2006