DX600发射机TCU机柜+24V非稳压电源组件的技改与应用

DX600发射机TCU机柜+24V非稳压电源组件的技改与应用

郝晓锋

郝晓锋

（国家新闻出版广电总局二0二二台）

摘要：DX600发射机的核心控制部分即TCU机柜，因此，TCU机柜的安全稳定是保证DX600发射机正常运行甚至广播电视节目安全播出的重要基础，本文主要就TCU机柜的结构、供电方法进行简单的分析，并提出一种将TCU机柜+24V非稳压电源组件更换为开关电源，供电方式换为双路电源并联供电方式的技术改进方法，希望能够提高DX600发射机供电的安全性。

关键词：DX600发射机；TCU机柜；开关电源；+24V非稳压电源组件

DX600中波发射机是广播电视系统重要的设备之一，它的自动化程度高、效率高、失真度小、音质好，因此，在广播电视系统中应用较为广泛。TCU机柜是DX600中波发射机的核心控制部分，它能够控制发射系统的并机网络及功放单元，将音频及射频信号分配到个功放单元，它的安全运行对于整个发射机而言十分重要，TCU机柜安全运行的基础保障是安全供电，本文主要就基础结构及电源供电部分进行简单的分析。

一、TCU机柜的组成结构

TCU机柜是发射机的控制单元，它主要的组成结构为PLC控制器、MMI触摸屏、TCU-SUB机柜、CCU子机柜、钥匙联锁柜、电源小盒。

PLC即可编程逻辑控制单元，它能够最高级别的控制和监测中波发射系统中的各PB200功放单元以及合成器，它是发射机控制系统的核心部分；TCU子机柜由射源板、控制板、低压电源板等等几部分组成，可以利用可编程逻辑器件控制组合逻辑及时序逻辑，是可编程逻辑控制单元与各PB200功放单元的接口；CCU子机柜可以控制监测合成器的工作状态，是可编程逻辑控制单元与合成器的接口；MMI触摸屏即发射机并机网络单元触摸屏。它的主要作用是控制各PB200功放单元以及合成器，并监测DX600发射机的运行状态，它含有多个表头指示及状态指示，能够及时反映发射机所有的工作状态，它的显示屏是一个人机接口，内部安装有预设好的应用程序，当发射机工作状态不正常时，应用程序将相应的工作指令从MMI触摸屏输入，并发送到PLC控制发射机自动操作。TCU电源小盒及CCU电源小盒共同组成TCU机柜的电源供电部分，它们分别为TCU子机柜、PLC、MMI触摸屏、CCU子机柜、伺服机构及并机网络中的辅助开关和模式开关供电。

二、TCU机柜的供电分析

（一）CCU电源小盒供电线路

并机网络低压断路器将交流220V电流送入CCU电源小盒，电流经过浪涌电压抑制器能够将尖峰电流抑制，防止敏感电子设备被瞬间过电压损害。又浪涌电流抑制器流出后分为两路分别通过A4CB1空气开关及A4CB2空气开关流入TCU机柜。电流通过A4CB1空气开关后送至+24V非稳压电源组件上，经过此组件的处理后输出+24V非稳压电源，然后再次分为两路，为CCU子机柜的低压电源板及发射机并机网络的所有模式、辅助接触器供电，输入到CCU子机柜的低压电源板的电源为＋24V非稳压电源，此电源经过稳压后还可以为发射机并机网络中的部分板卡提供电压值一定的工作电源，输入到发射机并机网络的电源为＋24V工作电源。电流经过A4CB2空气开关后被加到输出为＋15VDC的开关电源上，为伺服控制板提供伺服电源，电源电压大小为＋15VDC。

（二）TCU电源小盒的供电线路

并机网络低压断路器将交流220V电流送入TCU电源小盒，同样经过浪涌抑制器抑制，然后送到一个双路电供电电路，该双路电供电电路由+24V非稳压电源组件A”及“+24V非稳压电源组件B”组成，他们分别为PLC、MMI触摸屏、TCU子机柜的低压电源板提供“A”、“B”两路电源。其中为PLC提供的为工作电源，为MMI触摸屏的为显示电源，为TCU子机柜的低压电源板提供的是＋24V非稳压电源，低压电源板还会对＋24V非稳压电源进行稳压，然后输出给发射机并机网络中的部分板卡，为他们提供工作电源。

（三）+24V非稳压电源组件存在的不足

当前，DX600发射机的TCU机柜的两种电源小盒均采用了+24V非稳压电源组件，它实际上存在着一些问题，会导致输出的电压不够稳定，会影响发射机的设备及其元器件的正常工作，为发射机的安全运行埋下隐患。

+24V非稳压电源组件存在的问题主要有以下几个方面：（1）容易受到外电的影响，一旦外电输出出现较大的波动也会影响到电源组件的输出电压，导致发射机电源供电不稳定；（2）很难便捷快速的调整输出电压，以改变初级、次级变压器线圈的抽头的方式调整输出电压，比较麻烦且不能达到理想的调整效果；（3）电源体积及重量都较大，一旦出现故障，检修比较不方便；（4）DX600发射机中，许多工作部位都需要+24V非稳压电源组件供电，但+24V非稳压电源组件工作时损耗的功率较大，工作效率比较低，不利于发射机运行效率的提高。

三、+24V非稳压电源组件的技改与应用

+24V非稳压电源组件存在着一些不足之处，影响了发射机的运行稳定性，因此，相关技术研究人员试图以开关电源替换+24V非稳压电源组件，下文对开关电源及双路电源供电实现原理进行分析。

（一）开关电源的选择

开关电源能够有效维持输出电压的稳定性，它具有质量轻、体积较小、功率损耗比较低、工作效率较高等等优点，因此，以开关电源替代+24V非稳压电源组件优势十分明显。实际的工作过过程中，开关电源的选择需要考虑发射机电路情况及开关电源本身的带负载能力及冗余度。因此，选择开关电源时首先需要计算出+24V非稳压电源组件及CCU电源小盒+24V非稳压电源组件的输出最大总功率，本次研究选择型号为SDR-120-24及SDR-240-24的两种开关电源，以SDR-240-24代替TCU电源小盒中的电源组件，SDR-120-24代替CCU电源小盒中的电源组件。SDR-120-24与SDR-240-24的直流电压为24V，电压调整范围均为24~28V，SDR-120-24的额定功率为120W，峰值功率为180W，SDR-240-24分别为240W、360W，SDR-120-24的额定电流为5A，SDR-240-24为10A。

SDR-120-24和SDR-120-24都是单组输出导轨型开关电源，能够矫正电源功率因数，功率损耗低、效率高，负载能力较强，能够连续的调整输出电压，且具有比较宽的调整范围，能够实现低压、过载、短路等等保护，故障发生时可以迅速切断电源，可以有效防止电源负载故障导致的电路安全问题；使用电源开关替代+24V非稳压电源组件时不需要改动电源小盒内的线路，可以直接拆除电源组件，安装时首先在机箱壳体上固定一个标准铝合金外卡导轨，然后将开关电源按在导轨上即可，替换十分便捷；双路电源并联供电更加稳定、安全。

（二）双路电源供电实现原理

双路电源供电由二级管实现，原理图如图1所示。

图1双电源供电原理图

两个电源正常工作的情况下，当输出电压UB<UA时，二级管CR1正向导通，CR2反向截止，开关B为负载供电；输出电压UA<UB时，CR2正向导通，CR1反向截止，开关A为负载供电。当某一个电源出现故障时，与之串联的二级管就会截止，另外一个二级管导通，由正常的开关电源为负载供电，也就是说，A、B两个开关电源互为供电备份，能够在电源发生故障时及时自动切换，保证了发射机供电电源的持续性。另外，只要压降满足二级管导通条件，二级管就能在短时间内迅速导通，且两个二级管在切换过程中不会导致供电中断，因此不会影响发射机的正常供电，使发射机运行更加稳定安全。

结束语

开关电源具有十分显著的优点，在广播电视发射系统，使用开关电源替代DX600发射机TCU机柜的+24V非稳压电源组件，采用双并联供电方式能够有效提高发射机供电设备的稳定性与安全性，为发射机的安全运行提供了供电保障。

参考文献

[1]崔德刚.DX600发射机TCU机柜+24V非稳压电源组件的技改与应用[J].动力与电气工程.2014

[2]辛伊波，陈文清.开关电源基础与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社.2009