引言
随着開(kāi)關電源技術的不斷成熟，其應用領域得到進一(yī)步拓寬。開(kāi)關電源與傳統串聯連續穩壓電源相比，在效率、電磁污染、體(tǐ)積及可靠性等方面都得到了較大(dà)的改善。另一(yī)方面，最新的固态調頻(pín)廣播發射機對電源的要求越來越高，而開(kāi)關電源技術的成熟，元器件的不斷更新，高可靠性控制芯片的應用完全能夠滿足調頻(pín)廣播發射機的要求。目前固态調頻(pín)廣播發射機中(zhōng)的激勵器和功率放(fàng)大(dà)器等組件普遍采用開(kāi)關電源作爲能源支持。未來的數字化控制與管理對于開(kāi)關電源提出了更高的要求，智能化、數字化、小(xiǎo)體(tǐ)積及高可靠性将是調頻(pín)廣播發射機開(kāi)關電源發展方向。
開(kāi)關電源
電源是整個調頻(pín)廣播發射機的動力心髒。考慮到發射機房各個設備之間的電磁兼容，發射機整體(tǐ)效率，電源的可靠性和日常維護等問題，開(kāi)關電源無疑是固态調頻(pín)廣播發射機電源的最佳選擇。開(kāi)關電源的優良特性主要體(tǐ)現在以下(xià)幾個方面。第一(yī)：體(tǐ)積更小(xiǎo)。它可與功率放(fàng)大(dà)器集成裝配。幾百kHz的開(kāi)關頻(pín)率使得濾波阻抗元件體(tǐ)積縮成最小(xiǎo)，進而既減輕了發射機重量又(yòu)縮小(xiǎo)了體(tǐ)積，便于運輸及日常維護。第二：效率更高。包括功率開(kāi)關管MOSFET等新器件的應用，開(kāi)關電源多種電路拓撲組合的開(kāi)關技術是降低損耗，提高電源系統效率的重要保證。第三：電磁污染更少。發射機電源内設的電磁幹擾(EMI)濾波電路和相關高尖峰脈沖吸收電路是電源的電流諧波符合要求的重要保證，它不但可以改善電源對電網的負載特性，減少給電網帶來嚴重的污染，也可以減少對其它網絡設備的諧波幹擾。第四：可靠性得到進一(yī)步改善。防雷、防感應或反擊過電壓的多種保護措施及使用塗有三防漆(防潮、防鹽和防黴)的印刷電路闆均可将故障幾率降至最低。
開(kāi)關電源應用
開(kāi)關電源是通過以一(yī)定頻(pín)率連續地控制功率開(kāi)關管進行通斷操作，以便可以通過能量儲存元件(如電感器和電容器)向變換器或負載提供電量的電源形式。隻要通過改變占空比、開(kāi)關頻(pín)率或相關相位，平均輸出電壓或電流便可得到控制。開(kāi)關電源的開(kāi)關頻(pín)率範圍是從20kHz到幾MHz。對于電源功率大(dà)于90W的工(gōng)作場合，開(kāi)關電源通常采取兩級變換方式。即功率因數校正(PFC)控制變換器和DC/DC變換器。這裏特别應該提到是功率因數校正電路。它是爲了保證輸入電壓和電流同相工(gōng)作而設置的。其結果是功率因數接近1，視在功率全部轉換爲有功功率，因而系統效率得到了改善。如果沒有PFC校正電路，輸入電流會以窄脈寬高峰值脈沖形式輸入開(kāi)關電源引起嚴重的諧波幹擾成分(fēn)。這些諧波組分(fēn)不僅沒有向負載提供任何能量，而且還引起變壓器和其它設備發熱。功率因數校正電路分(fēn)爲有源和無源兩種類型。調頻(pín)廣播發射機的開(kāi)關電源大(dà)都采用有源功率因數校正電路，它是由具有有源功率因數校正的AC/DC變換器和獨立DC/DC變換器兩大(dà)部分(fēn)組成。
實際應用中(zhōng)相關問題的讨論
開(kāi)關電源在調頻(pín)廣播發射機使用過程中(zhōng)出現故障的機會大(dà)一(yī)些，原因是多方面的。發射機房的環境因素(如通風、溫度及濕度)、電源控制櫃防雷問題、開(kāi)關電源本身設計和器件問題、工(gōng)作人員(yuán)誤操作問題等都是産生(shēng)故障的隐患。若想設備正常工(gōng)作，除了掌握必備的專業知(zhī)識，不斷積累經驗也是必要的。通過對開(kāi)關電源内設的附屬保護電路的故障顯示觀察和分(fēn)析往往可以将故障率降至最低。開(kāi)關電源由于使用大(dà)容量的儲能電容器，在工(gōng)作中(zhōng)産生(shēng)較大(dà)的浪湧電流，使得開(kāi)關管在交流電壓接近峰值時關斷。輸入交流電壓本身瞬間變化也會導緻同樣的結果。因此在開(kāi)關電源的實際電路中(zhōng)，常常使用一(yī)種負溫度特性的熱敏電阻串接在橋式整流塊前。當電源開(kāi)關閉合時，熱敏電阻溫度低，呈高阻狀态，浪湧電流得到抑制。随着電流流動熱敏電阻溫度升高，阻值下(xià)降至零，輸入電壓全壓加入負載。然而，這種基本的保護機制在實際使用中(zhōng)略顯不足。如果電源開(kāi)關斷開(kāi)幾秒鍾的時間又(yòu)重新閉合，熱敏電阻沒有充分(fēn)的時間冷卻，此時輸入幅值接近峰值的交流電壓，将産生(shēng)比正常時更大(dà)的浪湧電流，既便是此電流在感應電阻上産生(shēng)高于6V的電壓，由于LT1249芯片還沒加電，無法起到保護作用。這是導緻功率開(kāi)關管MOSFET擊穿短路損壞的直接原因。這一(yī)點在大(dà)連年初強風暴雨災害時引起多部調頻(pín)廣播發射機電源故障中(zhōng)得到證實。
壓敏電阻并聯在交流電路輸入的兩端同樣能夠吸收電浪湧。在環境溫度不變的條件下(xià)，壓敏電阻阻值随施加的電壓增加而急劇減小(xiǎo)。因此，它對吸收浪湧有優越的功效。爲了防止開(kāi)合功放(fàng)電源引起的浪湧電壓，采用壓敏電阻接在電源線相間，從而起到保護電源設備的作用。
接地線是最基本最簡單的安全措施。發射機的機櫃、功放(fàng)盒外(wài)殼、電源外(wài)殼、面闆及門等均已相互連接，并連接到發射機的接地端，發射機安裝到位後，應将本機的接地端(位于發射機電源部分(fēn)的底闆上)彎角與機房地可靠地連接在一(yī)起，以避免由于漏電而發生(shēng)不幸事件。同時，還要求将電路中(zhōng)要求接地的各點接地，從而保證需要接地的電流及發射機洩漏的高頻(pín)電流能順利流入大(dà)地。
結語語：
盡管開(kāi)關電源有多種電路拓撲組合，因負載類型、功率要求、控制方式等不同場合，有不同的選擇，但開(kāi)關電源中(zhōng)的PFC控制單元和PWM控制單元是核心，是調頻(pín)廣播發射機獲得高質量信号傳輸與發射的重要保證。此外(wài)，在設備的使用過程中(zhōng)，應該充分(fēn)了解設備工(gōng)作狀态和故障現象，不斷地積累經驗教訓，這樣有利于掌握開(kāi)關電源的故障特點，提高調頻(pín)廣播發射機維護水平，保證設備處于正常的工(gōng)作狀态。