動力源監控箱故障處理

河北省廣播電視八三四發射臺 段 沄

一、故障現象

1月22日18時30分，微波機房DUM-48/50B動力源系統紅燈告警，按動監控箱控制面板上各按鍵均無反應，顯示屏黑屏，四個DZY-48/50B電源模塊黃燈報警，但各路微波信號源傳輸正常。

二、處理過程

經檢測發現四個48V電源模塊雖告警，但顯示的輸出電壓、電流數據均正常，測量電池組輸出總電壓也正常。在微波總站的指導下，通知各機房切換備用信號源后，我們重啟了動力源系統，故障依舊存在。隨后我們切斷了動力源系統電源，打開后柜門，取下控制箱，此時用48V蓄電池組對其供電，萬用表測量控制箱開關電源輸入數據，發現輸入即為額定需要的直流48V，由此確定為監控箱故障。由于臨近重要播出時段，且微波信號未受影響，我們決定先斷開監控箱，等總站寄來新監控箱，重要播出期后再更換。此時重新開機，通知各機房切回主信號源，并要求值班員加強巡機，時刻注意四個49V電源整流顯示的輸出電壓、電流數據。

2月14日，收到總站寄來的監控箱，我們利用周二停機檢修的時間，取下監控箱，首先更換了監控箱的開關電源，安裝完好后開機，監控箱顯示的各項數據均正常，告警解除，系統恢復運轉。

重要播出期結束后，我們將損壞的電源塊安裝到備用監控箱中，通以48V直流電，測量得監控箱內輸入電壓正常，+9V、+5V、+12V、-15V四路輸出均無電壓，初步斷定故障出在電源公共部分。用萬用表順著線路走向逐步檢查，發現電路在芯片TL3845P后斷開。開關電源大致可分為兩部分，即為開關變壓器的初級部分和次級部分，集成塊TL3845P屬于初級部分，它本身有震蕩、取樣、穩壓、比較等多種功能，因此我們懷疑為TL3845P集成塊內部故障。機房無此備件，我們在網上查詢到TL3842P芯片的內部結構、性能與TL3845P一致，可以直接代換，剛好本機房一塊閑置的開關電源板上有一塊TL3842P芯片，便用其換下了故障芯片，外接48V電源開機，監控箱靜態顯示均正常。

下圖為正常狀態下動力源系統和四個電源模塊顯示狀態。

TL3842P芯片為電流模式 PWM 控制器，一般應用于開關電源電路中，下圖為芯片原理圖。

三、知識擴展

通過此次故障處理，我對開關電源有了初步的認識，了解了它的使用范圍和工作原理，進一步總結為如下內容。

開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。

開關電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成。

1.主電路

沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。

輸入濾波器：其作用是過濾電網中存在的雜波和阻礙本機產生的雜波并反饋回電網。

整流與濾波：將電網的交流電源直接整流為較平滑的直流電。

逆變：高頻開關電源的核心部分，即將整流后的直流電變為高頻交流電。

輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。

2.控制電路

一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路，對電源進行各種保護措施。

3.檢測電路

提供保護電路中正在運行中的各種參數和儀表數據。

4.輔助電源

實現電源的遠程軟件啟動，為保護電路和控制電路工作供電。

開關電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作模式多用于開關穩壓電源。另外，開關電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開關穩壓電源。

根據開關器件在電路中的連接方式，目前使用比較廣泛的開關電源大體上可分為：串聯式開關電源、并聯式開關電源、變壓器式開關電源三大類。其中，變壓器式開關電源還可以進一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種；根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從用途上來分，還可以分成更多種類。

四、總結

開關電源控制著開關管開通和關斷的時間比率，維持著穩定的輸出電壓，在控制電路中具有重要作用。目前開關電源以其小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用在幾乎所有的電子設備中，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。了解其內部構造、工作原理是我們每一個廣電技術人必要的知識儲備。