摘要：根据某雷达近几年故障统计，雷达发射机出现故障比例相对其他分机要高，发射机故障维修一直是难点，这是由于发射机工作在高电压、大电流状态，且监控复杂。基于此。本文主要对雷达发射机灯丝电源故障维修进行分析探讨。
关键词：雷达发射机；灯丝电源；故障维修
1、灯丝电源控制线路特点
1.1灯丝电源控制信号流程
灯丝电源主要分电源输入三相半桥整流电路、逆变电源电路、振荡器输出电路、内同步电路。图1为信号流程图。
图 1 灯丝电源信号流程图
首先将交流220V送至K1继电器(型号JZX－16M)回路，再送至三相半桥整流电路。继电器受控于发射机主控板送来的使能信号。三相半桥整流电路输出260V左右的电压送至逆变电源电路(斩波电路)，逆变电源输出120V左右的直流送至振荡器电路。振荡器电路受高频起始触发和灯丝同步触发信号同步。斩波电路和振荡输出主器件均为MOSFETIＲF450，采用SG1525构成的驱动电路。图中，灯丝电流采样信号和灯丝电流参考基准电压相比较。比较器输出的误差信号控制斩波器的脉冲宽度(占空比)，从而实现稳流。
1.2灯丝电源存在的问题
灯丝电源外同步信号由两路时序分别为高频起始和灯丝同步，均由硬件信号处理器(HSP)板产生。目前，由于HSP输出的灯丝触发信号存在偶发的时序紊乱，灯丝电源振荡器(N11)输出至场效应管(V6、V7)原本交替触发的驱动信号出现重合，死区消失，造成V6、V7同时导通，瞬间产生很大的短路电流，同时V6和V7(MOSFET)因过热击穿，将直流高压引到驱动电路，从而烧毁驱动电阻，并将周边印制板区域毁坏，造成印制板报废。该板右下角的三相继电器K1由于长时间有大电流通过，发热严重，易造成继电器触点短路，使灯丝控制板印制烧毁，严重时致三相桥堆损坏、保险丝座开裂。
1.3灯丝电源设计改进
由于灯丝同步的两路时序存在偶发的时序紊乱无法排除，在不改变原线路基础上，只能在灯丝电源上采取一些局部改进措施。改进方法一:在灯丝振荡输出IＲF450的输入驱动端加一个双向稳压管，当灯丝时序混乱时，稳压管钳位，使IＲF450驱动限流电阻不被损坏，从而使电路板免遭报废;改进方法二:三相继电器发热严重时，可将继电器K1三相输入输出触点用外接继电器方法更换，可选择继电器型号如欧姆龙MY24V，线包的两端为二极管V26，V26的负端接继电器的正端，V26的正端接继电器的负端。应急措施:如果比较严重则暂时采用内同步工作，可将D3(54LS123)去除。
2、灯丝电源故障判定与排除
为了迅速的判定和排查故障，从雷达保障工作出发，根据由简到繁、由易到难的故障分析原则，从实际出发，根据灯丝电源工作原理及常见故障总结，简述判定流程及排除方法。
故障发生后，首先通过手动复位故障仔细观察故障现象，观察电流表指针，发射机面板报警灯。RDA计算机开启的情况下，打开发射机辅助供电及机柜灯供电，观察电流表指针是否启动，观察发射机面板什么报警灯亮。可在低压电打开报警产生后，在本控、手动的情况下，按下发射机控制面板上手动复位及故障显示复位来复位故障。
（1）若电流表指针完全不启动，说明灯丝电源已不能启动，可能是相关保险丝或灯丝电源内部器件故障。这时应关掉低压电，检查发射机保险组件（3N3）与灯丝电源内部灯丝电源保险丝是否熔断，控制板上是否有烧焦现象。若有熔断保险丝而无烧焦情况，更换保险丝后观察灯丝电源能否长时间正常工作。若更换后继续烧保险丝，先考虑灯丝同步导致时序混乱导致故障，去掉灯丝同步芯片D3（LS123）。加电后若继续烧保险，即可检查灯丝电源内部整流桥、接线等或直接更换灯丝电源组件。
（2）若电流表指针先启动后报警，说明灯丝电源能够启动。首先用示波器观察灯丝逆变电压峰峰值是否能达到230V左右。若不能达到，则顺时针调整灯丝表头旁的电位器，并检查测量接口板上灯丝电流取样及欠流门限，适当调整至故障修复。若超过240V并有继续上升趋势，则逆时针调整电位器达到230V标准值，再次检查调整测量接口板取样及门限至故障修复。若此方法无法修复故障，则怀疑此故障是灯丝电源组件触发部分异常导致。
（3）电流告警采样在灯丝电源内部，但告警电路在测量接口板，若只有灯丝电流告警，一般怀疑在测量接口板处报警门限电压异常。但灯丝电压告警采样电路和告警电路都在灯丝电源内部，故若有灯丝电压告警一般都伴有灯丝电流告警。故障处理完后都应用示波器检查油箱接口处打火管前灯丝逆变电压峰峰值及波形是否符合要求，从而判定灯丝电源的输出是否正常。
3、灯丝电源故障维修案例
3.1故障个例1
故障现象：雷达体扫过程中报灯丝电流故障、灯丝电压故障、灯丝电源关闭等报警停机。
首先发射机低压加电后，手动复位故障，观察灯丝电流表指针是否启动，检查发现电流表无指示。然后关闭低压电检查保险丝组件（3N3）的灯丝电源保险丝与灯丝电源控制板（3PS1A1）的保险丝是否熔断。检查发现灯丝电源控制板上保险丝烧坏，更换后发射机正常开机，用示波器检查油箱接口处灯丝逆变电压峰峰值为235V，属于正常值。次日，运行过程灯丝电源再次故障，灯丝电源控制板上保险丝再次烧坏。
灯丝电源工作一段时间后才烧保险丝，说明灯丝电源不稳定，可能原因有两个，一是电信号不稳定引入干扰，主要是系统零地电压过大或压差不稳定；二是外同步信号偶发时序混乱引起电流过大或者外同步灯丝中间电压在不同重复频率切换时中间变压器电压输出过大。拆掉灯丝电源控制板上同步触发芯片D3（LS123）观察是否由外同步信号不稳引入的干扰，长时间运行观察并无灯丝电源报警产生。灯丝中间同步信号和高频起始同步信号由硬件信号处理器（HSP）产生送至灯丝电源控制板，由差分接收电路接收，并通过延时整形电路送入振荡器控制电路，使振荡器受这两种同步信号同步。
3.2故障个例2
故障现象：停机维护后开辅助供电，预热发射机时，发射机面板灯丝电流报警灯亮，预热中断。
首先手动复位故障，观察灯丝电流表头。灯丝电流表上电流值开机后能显示至28A左右，约十几秒后降至5A左右。再用示波器测量油箱接口组件处灯丝逆变电压值，发现在手动复位故障后灯丝电源启动的十几秒内其值为230V，且波形正常。另外因灯丝电源在短时间正常工作后报灯丝电流故障，而无灯丝电压故障报警，故判断为灯丝电流检测电路的故障。
检查测量接口板，测量欠流与过流的基准电压，即用万用表分别检查比较器N8（LM124）的5脚与比较器N9（LM124）的2脚电压值。发现灯丝电源欠流报警电路的门限异常，其比较电压为5V左右且调节可变变阻器RP8其值不变，怀疑比较器N8芯片故障导致报灯丝电流欠流的虚警。更换后调节RP8使N8第6脚电压值在任意频点高于第5脚电压20％左右，故障修复。若需调节灯丝过流报警门限，调节RP5使N9第2脚电压值在任意频点低于第3脚电压20％左右。
4、结语
灯丝电源出现故障时，应从保险丝组件和控制板上的输出保险丝是否熔断和场效应管的驱动波形是否正常两个方面来判断。保险丝熔断可能出现的原因是负载电路出现短路现象。场效应管损坏可能是时序电路出现混乱。更换后，可按上述方法采用内同步暂时工作后，再做进一步的查找。通过诊断流程，可达到事半功倍的效果，但需要技术人员熟悉灯丝电源工作原理、各种信号流程及关键点波形。
参考文献：
［1］丁鹭飞，耿富录．雷达原理．西安电子科技大学出版社
［2］王朱劳．模拟电子技术及应用．西安电子科技大学出版社
论文作者:张罗,刘宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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